DE2347282A1

DE2347282A1 - Kraftverstaerker fuer hydraulikanlagen, insbesondere bremsanlagen

Info

Publication number: DE2347282A1
Application number: DE19732347282
Authority: DE
Inventors: Diether Staisch
Original assignee: Wabco Westinghouse SA
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1973-09-20
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1975-04-03
Also published as: DE2347282B2

Description

Hannover, cU 6,9-1973

Westinghouse Bremsen- und Apparatebau GmbH, Hannover

Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Bremsanlagen

Die Erfindung betrifft einen Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Bremsanlagen, mit einem Zylinder, in dem ein Betätigungsstößel und ein Ventilkolben abgedichtet verschiebbar sind, deren einander gegenüberliegenden Beaufschlagungsflächen eine mit einer Umlaufpumpe und einem Rücklauf verbindbare Zylinderkammer bilden, sowie mit einem zwisehen der Zylinderkammer und den Rücklauf angeordneten Drosselventil, welches durch den Betätigungsstößel betätigbar ist und in der Zylinderkammer einen den Ventilkolben im Sinne einer Verstärkung der Betätigungskraft beaufschlagenden Druck erzeugt, der nach Maßgabe der Betätigungskraft bis zum Ansprechdruck eines Druckbegrenzungsventils aufbaubar ist.

Die Erfindung betrifft ferner einen Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Bremsanlagen, mit einem Zylinder, in dem ein Betätigungsstößel und ein Ventilkolben abgedichtet verschiebbar sind, deren einander gegenüberliegenden Beaufschlagungsflächen eine mit einem Druckspeicher und Rücklauf über eine Ein- und Auslaßventilvorrichtung verbindbare Zylinderkammer bilden, wobei die Ein- und Auslaßventilvorrichtunr durch den Betätigungsstößel derart betätigbar ist, daß letzterer in der Zylinderkammer einen den Ventilkolben im Sinne einer Verstärkung der Betätigungskraft beaufschlagenden Druck erzeugt, der nach Maßgabe der Betätigungskraft bis zum Speicherdruck aufbaubar ist.

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Derartig ausgebildete Kraftverstärker sind aus der DT-OS 1 957 bzw. aus der DT-OS 2 048 922 bereits bekannt. In beiden Fällen wird die Betätigungskraft durch eine vom Flächenverhältnis zwischen Betätigungskolben und Ventilkolben abhängige Druckbeaufschlagung unterstützt. Die Kraftunterstützung wird aber bei Erreichen des Ansprechdruckes des Druckbegrenzungsventils bzw. bei Erreichen des Speicherdruckes aufgehoben, weil der kraftunterstützende Druck nur bis zum Wert des Ansprechdruckes bzw. des Speicherdruckes ansteigen kann. Die vom Ventilkolben abgegebene Kraft oder der entsprechende von ihm abgegebene Druck können jedoch noch bis zum Erreichen der maximalen Betätigungskraft weiter ansteigen. Es besteht somit die Gefahr, daß der Kraftverstärker einen überhöhten Druck abgibt, welcher eine Überlastung der Hydraulikanlage und somit einen vorzeitigen Verschleiß oder Zerstörung der Dichtungselemente und anderen Teile der Anlage zur Folp;e hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß die abgegebene Kraft oder Druck bei Erreichen einer bestimmten Betätigungskraft begrenzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäil· bei Kraftverstärkern der erstgenannten Art dadurch gelöst, daß zwischen der Zylinderkammer und der Umlaufpumpe ein Absperrventil angeordnet ist und daß bei Erreichen des Ansprechdruckes des Druckbegrenzungsventils das Drosselventil und das Absperrventil durch den mit dem Ventilkolben in Schleppverbindung tretenden Betätigungsstößel abschließbar sind.

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Bei Kraftverstärkern, die mit einem Druckspeicher arbeiten sollen, sieht die erfindungsgemäße Lösung vor, daß zwischen der Zylinderkammer und dem Druckspeicher ein Absperrventil angeordnet ist, und daß bei Erreichen des Speicherdruckes das Auslaßventil und das Absperrventil durch den mit dem Ventilkolben in Schleppver bindung tretenden Betätigungsstößel abschließbar sind.

Auf diese Weise wird in beiden Fällen die Zylinderkammer bei Erreichen einer dem Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils bzw. dem Speicherdruck entsprechenden Betätigungskraft völlig gesperrt. Dies hat zur Folge, daß das Druckmittel weder in die Zylinderkamraer nachfließen noch von ihr abfließen kann. Eine weitere Erhöhung der Betätigungskraft kann hier keine weitere Erhöhung der abgegebenen Kraft bzw. des abgegebenen Druckes verursachen, weil eine Verschiebung des vom Betätigungskolbens mitgeschleppten Ventilkolbens sofort zum Zusammenbruch des Druckes in der Zylinderkammer führen würde. Die vom Ventilkolben abgegebene Kraft wird dadurch unabhängig von einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft auf einen bestimmten Wert entsprechend dem Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils bzw. dem Spe.icherdruck konstant gehalten. ^ Somit wird die Anlage vor Überlastung soxirie vorzeitigem Verschleiß oder Zerstörung geschützt. Die erfindungsgemäße Kraft- bzw. Druckbegrenzung bietet außerdem die Möglichkeit, im Bereich der zulässigen Kraft- bzw. Druckwerte stärkere Uhterstützungsverhältnisse zu'wählen. Hierdurch können die Betätiguncskräfte im Sinne einer bequemen Betätigungsweise gesenkt werden.

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Es ist vorteilhaft, wenn bei Bremskraftverstärkern der erstgenannten Art das Drosselventil und das Absperrventil eine Ventileinrichtung, bestehend aus zwei ineinander geführten Ventilkörpern, mit je einem Ventilverschlußglied bilden, welche durch eine zwischen ihnen gefesselte Feder gegen je einen Ventilsitz am Betätigungsstößel und am Ventilkolben andrückbar sind.

Es ist dementsprechend ebenfalls vorteilhaft, wenn bei Kraftverstärkern, die mit einem Druckspeicher arbeiten sollen, die Einlaß- und Auslaßventilvorrichtung und das Absperrventil eine Ventileinrichtung bilden, welche einen Ventilkörper aufweist, der im Betätigungsstößel gegen eine Feder abgedichtet verschiebbar ist und einerseits den Einlaßventilsitz, andererseits den Absperrventilsitz trägt, wobei das Auslaßventil und das Absperrventil mit je einem Ventilverschlußglied versehen sind, die fest miteinander und mit einem Betätigungsstift für das Einlaßventil verbunden sind, dessen Ventilverschlußglied durch eine Feder belastet und durch den Betätigungsstift von seinem Ventilsitz abhebbar ist.

Auf diese Weise .sind der Betätigungskolben und der Ventilkolben bei geschlossenem Drosselventil bzw. Auslaßventil und geschlossenem Absperrventil direkt über' ihre einander gegenüberliegenden Flächen und nicht etwa über Teile der Ventile verbindbar, wodurch eine Überbeanspruchung dieser Teile, insbesondere der Ventilsitze, \ermieden wird.

Zwei weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftverstärkers sind in den Ansprüchen 3 und 4 gekennzeichnet.

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Im folgenden sind drei AusfUhrungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Bremskraftverstärker für mit einer Umlaufpumpe arbeitende Bremsanlagen, dessen Pumpenanschluß in Betätigungsrichtung gesehen hinter dem Rücklaufanschluß liegt.

Fig. 2 eine Variante des Bremskraftverstärkers nach Fig. 1, dessen Pumpenanschluß in Betätigungsrichtung gesehen vor dem Rücklaufanschluß liegt.

Fig. 3 einen Bremskraftverstärker für mit einem Druckspeicher arbeitende Bremsanlagen,

Fig. 4 ein Betätigungskraft-Bremsdruck-Diagramm zu den Bremskraftverstärkern nach den Figuren 1 bis 3.

Der in Fig. 1 dargestellte Bremskraftverstärker weist einen Zylinder 1 auf, der mit einem Pumpenanschluß 2 und einem Rücklaufanschluß 3 versehen ist. An den Pumpenanschluß 2 ist über eine Leitung 4 eine hydraulische Umlaufpumpe 5 angeschlossen. Der Rücklaufanschluß 3 steht über eine Leitung 6 mit einem Rücklaufbehälter 7 in Verbindung. In einer von der Leitung 4 zum Rücklaufbehälter 7 führenden Abzweigung 8 ist ein Druckbegrenzungsventil 9 angeordnet.

Der Zylinder 1 weist ferner eine abgestufte Gehäusebohrung 10, 11 auf, in deren Teil 10 kleineren Durchmessers ein Betätigungsstößel 12 abgedichtet verschiebbar ist. In der Bohrung 11 größeren Durchmessers sind ein Ventilkolben 13 und ein mit ihm verbundener

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Kraftübertragungskolben 14 ebenfalls abgedichtet verschiebbar. Der Betätigungsstößel 12 und die Kolben 13 und 14 sind koaxial zueinander angeordnet. Letztere sind miteinander mittels eines Kolbenansatzes 15 am Ventilkolben 13 gefesselt, der in eine Nut 16 des Kraftübertragungskolbens 14 eingeführt -ist.

Der Betätigungsstößel 12 weist eine Sackbohrung 17 auf, die über Radialbohrungen 18 und einen zwischen der Wandung der Gehäusebohrung 10 und dem Betätigungsstößel 12 gebildeten Ringspalt 19 mit dem Rücklaufanschluß 3 verbunden ist. An seinem in die Gehäusebohrung 11 tauchenden Ende ist der Betätigungsstößel 12 mit einem ringförmigen Ansatz 20 versehen, der gegen eine Gehäusewand 21 abstützbar ist.

Der Ventilkolben 13 weist einen zylindrischen Hohlraum 22 auf, der von einer Bohrung 23 gebildet ist. Im Hohlraum 22 ist eine Ventileinrichtung 24 angeordnet. Der Ventilkolben 13 weist eine Sackbohrung 25 auf, die einerseits mit dem Hohlraum 22, andererseits über Radialbohrun^en 26 und einen zwischen der Wandung der Gehäusebohrung 11 und dem Ventilkolben 13 gebildeten Ringspalt mit dem Pumpenanschluß 2 verbunden ist.

Die Ventileinrichtung 24 besteht aus einem in der Bohrung 23 geführten Ventilkörper 28 und einem in diesem geführten Ventilkörper 29, welche mit je einem Ventilverschlußglied 30 bzwl 31 versehen sind. Letztere bilden mit einem Ventilsitz 32 am Betätigungsstößel 12 und einem Ventilsitz 33 am Ventilkolben 13 ein Drosselventil 30, 32 bzw. ein Absperrventil 31» 33.

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Die Ventilkörper 28 und 29 und somit die Ventilverschlußglieder 30 und 31 sind relativ zueinander gegen eine zwischen ihnen gefesselte Feder 34· verschiebbar. Das Maß ihrer Verschiebbarkeit entspricht dem axialen Spiel zwischen dem Ventilkörper 29 und einem querliegenden Stift 35, der durch Langlöcher 36 ira Ventilkörper 29 geführt und in den Ventilkörper 28 eingepreßt ist. Dieses Spiel ist so bemessen, daß, wenn die einander gegenüberliegenden Flächen 37 und 38 des Betätigungsstößels 12 und des Ventilkolbens 13 sich berühren, die Ventilverschlußglieder 30 und 31 gegen die Ventilsitze 32 bzw. 33 mit einer von der Feder 34 aufgebrachten Schließkraft angedrückt sind.

Der Ventilkörper 28 ist beidseitig durch Federn 39 und 40 beaufschlagt, die andererseits gegen den Ventilkolben 13 abgestützt sind. Die Feder 39 ist zwischen zwei Scheiben 41 und 42 gefesselt, die durch den Betätigungsstößel 12 bzw. den Ventilkörper unter Zusammendrückung der Feder 39 verschiebbar sind.

Die Ventilkörper 28 und 29 weisen je eine Sackbohrung 43 bzw. auf, die mit dem Hohlraum 22 des Ventilkolbens 13 über Radialbohrungen 45 bzw. 46 verbunden ist.

Der Betätigungsstößel 12 und der Ventilkolben 13 begrenzen mit ihren einander gegenüberliegenden Flächen 37 und 38 eine Zylinderkammer 47, die den Hohlraum 22 miteinschließt und einerseits über die Bohrungen 17 und 18 im Betätigungsstößel 12 mit dem Rücklaufbehälter 7, andererseits über die Bohrungen 25 und 26 im Ventilkolben 13 mit der Umlaufpumpe 5 verbindbar'ist.

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Die Arbeitsweise des in Fig. 1 gezeigten Bremskraftverstärkers ist wie folgt:

In der dargestellten Ausgangsstellung wird die Ventileinrichtung 24 von den Federn 39 und 40 in einer Lage gehalten, in der sowohl das Drosselventil 30, 32 als auch das Absperrventil 31, 33 geöffnet sind. Ein von der Pumpe 5 erzeugter Druckmittelstrom fließt über Pumpenanschluß 2, Ringspalt 27 und Bohrungen 26 und 25 in die Zylinderkammer 47 und weiter über Bohrungen 17 und 18, Ringspalt 19 und Rücklaufanschluß 3 in den Rücklaufbehälter 7 wieder zurück. Die Zylinderkammer 47 wird somit von einem zunächst drucklosen Druckmittelstrom durchflossen.

Betätigt man nun den Bremskraftverstärker mit einer Betätigungskraft F1, so entsteht dann auf der Seite des Ventilkolbens 13 eine Kraft F2, welche der Betätigungskraft entgegenwirkt. Der Betätigungsstößel 12 und der Ventilkolben 13 übertragen die Kräfte F1 und F2 auf die Feder 39 über die Scheiben 41 und 42, wobei sich die Feder 39 zusammendrückt und das Drosselventil 30, 32 eine Stellung einnimmt, in der der Druckmittelstrom nach Maßgabe der ausgeübten Betätigungskraft F1 gedrosselt wird. Hierdurch entsteht in der Zylinderkammer 47 ein Druck, der den Ventilkolben 13 im Sinne einer Unterstützung oder Verstärkung der Betätigungskraft F1 beaufschlagt. Der Grad dieser Verstärkung ist durch das Verhältnis zwischen den druckbeaufschlagten Y/irkflächen des Betätigungsstößels 12 und des Ventilkolbens 13 vorgegeben.

Diese Unterstützung bzw. Verstärkung endet, wenn bei Erreichen einer bestimmten Betätigungskraft der Unterstützungsdruck dem An-

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sprechdruck des Druckbegrenzungsventils 9 entspricht. Bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft F1 bewegt sich dann der Betätigungsstößel 12 auf den Ventilkolben 13 unter Zusammendrükkung der Federn 39» 34 und 40 zu, wobei das Drosselventil 30, 32 und das Absperrventil 31» 33 geschlossen werden und somit die Zylinderkammer 47 abgesperrt wird. Diese Bewegung ist beendet, wenn die Fläche 37 des Betätigungsstößels 12 und die Fläche 38 des Ventilkolbens 13 miteinander in -Berührung kommen, wodurch eine Schleppverbindung zwischen dem Betätigungsstößel 12 und dem Ventilkolben 13 hergestellt wird.

Die Betätigungskraft F1 wird nunmehr direkt auf den Vontilkolben 13 übertragen und versucht, diesen zu verschieben. Da aber die Zylinderkammer 47 abgesperrt ist, kann das Druckmittel nicht mehr in sie nachfließen bzw. von ihr abfließen. Eine Verschiebung des Ventilkolbens 13 würde daher sofort zu einem Zusammenbruch des Druckes in der Zylinderkammer 47 führen. Die vom Ventilkolben 13 bzw. dem Übertragungskolben 14 abgegebene Kraft F2 kann infolgedessen auch bei einer v/eiteren Erhöhung der Betätigungskraft F1 nicht mehr weiter ansteigen. Mit anderen Worten, die Kraft F2 wird auf einen Viert begrenzt, der dem Druck entspricht, welcher in der Zylinderkammer 47 beim Absperren derselben wirksam ist. Dadurch wird vermieden, daß eine weitere Erhöhung der Betätigungskraft F1 zu einer Überlastung bzw. zu einem übermäßigen Verschleiß oder Zerstörung bestimmter Teile der Bremsanlage führen kann.

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Der Bremskraftverstärker nach Fig. 2 unterscheidet sich vom Bremskraftverstärker nach Fig. 1 hauptsächlich dadurch, daß die Pumpen- und RUcklaufanschlüsse und dementsprechend die Drossel- und Absperrventile vertauscht angeordnet sind. Entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1, jedoch mit einem Strich gekennzeichnet.

Zum weiteren Unterschied von der *usbildung des Bremskraftverstärkers nach Fig. 1 erhält der Betätigungsstößel 12' eine, nit ihm fest verbundene hohlzylindrische Verlängerung 50 mit einem halsförraigen Ansatz 51, in dessen Bohrung 52 der Ventilkörper 28' geführt ist. Der Innenraum 53 der Verlängerung 50 steht über die Bohrungen 43', 44', 45' und 46^f mit dem Hohlraum 22' in Verbindung, so daß die Zylinderkammer 47' sowohl den Hohlraum 22' als auch den Innenraum 53 miteinschließt.

Entsprechend der gegenüber der Fig. 1 vertauschten Anordnung der Anschlüsse 2' und 3' und der Ventile 30', 32' und 31', 33', so sind auch die Verbindungskanäle von der Zylinderkammer 47^f zu den beiden Anschlüssen 2' und 3' gegenüber der Fxg. 1 vertauscht angeordnet, d.h., die Zylinderkammer 47' ist mit dem Pumpenanschluß 2' über die Bohrungen 17' und 10' im Betätigungsstößel 12' und mit dem Rücklaufanschluß 3' über die Bohrungen 25^T und 26' im Ventilkolben 13' verbindbar. Auch die Federn 39' und 40' sind entsprechend vertauscht untergebracht.

Der Bremskraftverstärker nach Fig. 2 arbeitet jedoch in der gleichen Weise wie der Bremskraftverstärker nach Fig. 1, indem das Drosselventil 30', 32' das durch die Zylinderkammer 47' fließende

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Druckmittelstrom drosselt und somit ein Druck in dieser Kammer entsteht, der den Ventilkolben 13' im Sinne einer Verstärkung der Betätigungskraft F1 beaufschlagt. Diese Verstärkung endet auch hier, wenn bei Erreichen einer bestimmten Betätigungskraft der Unterstützungsdruck dem Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventil 9' entspricht und sich daraufhin der Betätigungsstößel 12' bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft unter Zusammendrücken der Federn 39', 34' und 40^T auf den Ventilkolben 13' zubewegt, wobei das Drosselventil 30', 32' und das Absperrventil 31 Ί 33' geschlossen werden und somit die Zylinderkammer 47' abgesperrt wird.

Gleichzeitig kommen die Flächen 37' und 38' des Betätigungsstößels 12' und des Ventilkolbens 13' miteinander in Berührung, so daß eine Schleppverbindung zwischen dem Betätigung's stößel 12' und dem Ventilkolben 13' hergestellt wird.

Das Absperren der Zylinderkammer 47' und das Zustandekommen der obengenannten Schleppverbindung hat auch hier eine Begrenzung der abgegebenen Kraft F2 zur Folge. Eine Verschiebung des Ventilkolbens 13 würde nämlich auch hier sofort zu einem Zusammenbruch des Druckes in der abgesperrten Zylinderkammer 47' führen. Somit wird auch hier vermieden, daß eine weitere Erhöhung der Betätigungskraft F1 zu einer überlastung bzw. zu einem übermäßigen Verschleiß oder Zerstörung bestimmter Teile der Bremsanlage führen kann.

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Der in der Fig. 3 dargestellte Bremskraftverstärker weist einen Zylinder 70 auf der mit einem Druckspeicheranschluß 71 und einem Rücklaufanschluß 72 versehen ist. An den Druckspeicheranschluß ist über eine Leitung 73 ein hydraulischer Druckspeicher 74 angeschlossen. Der Rücklaufanschluß 72 steht über eine Leitung 75 mit einem Rücklaufbehälter 76 in Verbindung.

Der Zylinder 70 weist eine abgestufte Gehäusebohrung 77, 78 auf, ir deren Teil 77'kleineren Durchmessers ein Betätigungsstößel 79 abgedichtet verschiebbar ist. In der Bohrung 78 größeren Durchmessers ist ein Ventilkolben 80 koaxial zum Betätigungsstößel 79 und ebenfalls abgedichtet verschiebbar.

Der Betätigungsstößel 79 weist eine hohlzylindrische Verlängerung 81 auf, deren Schulter 82 gegen eine Gehäusewand 83 abstützbar ist. Der Innenraum der hohlzylindrischen Verlängerung 81 besteht aus zwei Kammern 84 und 85. Die Kammer 84 und der Druckspeicher 74 stehen über eine Sackbohrung 86 und Radialbohrungen 87 im Betätigungsstößel 79 und ferner über einen zwischen der Wandung der Gehäusebohrung 77 und dem Betätigungsstößel 79 gebildeten Ringspalt 88, den Druckspeicheranschluß 71 und die Leitung 73 in Verbindung.

Im Innenraum der hohlzylindrischen Verlängerung 81 ist eine Ventileinrichtung 89 untergebracht, die sich aus einem Einlaßventil 90, 91, einem Auslaßventil 92, 93 und einem Absperrventil 94, 95 zusammensetzt.

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Das Einlaßventil 90, 91 ist als Kugelventil ausgebildet. Dessen Ventilsitz 90 ist in einem abgedichtet verschiebbaren Ventilkörper 96 mit einer Bohrung 97 angeordnet, welcher durch eine Feder 93 gegen einen Sprengring 99 angedrückt ist. Die Kammern 84 und 85 sind miteinander über die Bohrung 97 verbindbar.

Der Ventilsitz 92 des Auslaßventils 92, 93 ist seinerseits im Ventilkolben 80, der Ventilsitz 94 des Absperrventils 94, 95 im Ventilkörper 96 angeordnet. Die Ventilverschlußglieder 93 und 95 des !Auslaßventils 92, 93 und des Absperrventils 94, 95 sind durch einen Zentrierkörper 100 fest verbunden, dessen längsgerichteten Rippen 101 in der Bohrung der hohlzylindrischen Verlängerung 81 geführt sind. Der Zentrierkörper 100 ist in der Kammer 85 durch einen Sprengring 102 gehalten. Das Ventilverschlußglied 95 ist mit einem Betätigungsstift 103 versehen, mit dem die Ventilkugel 91 vom Ventilsitz 90 entgegen der Federkraft einer Feder 104 abhebbar ist.

Der Betätigungsstößel 79 und der Ventilkolben 80 begrenzen mit ihren einander gegenüberliegenden Flächen 105 und 106 eine Zylinderkammer 107, welche den Innenraum der hohlzylindrischen Verlängerung 81 miteinschließt. Die Zylinderkammer 107 ist einerseits über die Bohrungen 86 und 87 im Betätigungsstößel 79 mit dem Druckspeicher 74 verbindbar. Sie ist andererseits mit dem Rücklaufbehälter 76 über eine Sackbohrung 108 und Radialbohrungen 109 im Ventilkolben 80 und weiter über einen Ringspalt 110 zwischen der Wandung der Gehäusebohrung 78 und dem Ventilkolben 80, den Rücklaufanschluß 72 und die Leitung 75 verbindbar.

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Die Arbeitsweise des Bremskraftverstärkers nach Fig. 3 ist analog zu der der Bremskraftverstärker nach den Figuren 1 und 2. Entsprechend der benutzten Druckquelle - Druckspeicher 7k - erfolgt aber hier die Druckerzeugung in der Zylinderkammer 107 durch den Betätigungsstößel 79 im Zusammenwirken mit dem Einlaßventil 90, 91 und dem Auslaßventil 92, 93.

Betätigt man den Bremskraftverstärker mit einer Betätigungskraft F1, so verschiebt diese den Betätigungsstößel 79, bis das Auslaßventil 92, 93 geschlossen und das Einlaßventil 90, 91 geöffnet wird. Der Betätigungsstößel 79 kann nunmehr auf das in der Zylinderkammer 84 befindliche Druckmittel unter Maßgabe der Betätigungskraft F1 einwirken. Hierdurch entsteht in der Zylinderkammer 107 ein Druck, der den Ventilkolben 80 im Sinne einer Unterstützung oder Verstärkung der Betätigungskraft F1 beaufschlagt. Der Grad dieser Verstärkung ist auch hier durch das Verhältnis zwischen den druckbeaufschlagten Wirkflächen des Betätigungsstößels 79 und des Ventilkolbens 80 vorgegeben.

Diese Unterstützung bzw. Verstärkung endet, wenn bei Erreichen einer bestimmten Betätigungskraft der Druck in der Kammer 107 dem Druck im Druckspeicher 7k entspricht. Bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft F1 bewegt sich dann der Betätigungsstößel 79 auf den Ventilkolben 80 unter Zusammendrückung der Feder 98 zu, wobei das Absperrventil 95, 96 geschlossen.und somit die Zylinderkammer 107 abgesperrt wird. Diese Bewegung ist beendet wenn die Fläche 105 des Betätigungsstößels 79 und die Fläche 106 des Ventilkolbens 80 miteinender in Berührung kommen,

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wodurch eine Schleppverbindung zwischen dem Betätigungsstößel und dem Ventilkolben 80 hergestellt wird.

Die Betätigungskraft F1 wird nunmehr direkt auf den Ventilkolben 80 übertragen und versucht, diesen zu verschieben. Da aber die Zylinderkammer 107 abgesperrt ist, kann das Druckmittel nicht mehr in sie nachfließen bzw. von ihr abfließen. Eine Verschiebung des Ventilkolbens 80 würde daher sofort zu einem Zusammenbruch des Druckes in der Zylinderkammer 107 führen. Die vom Ventilkolben 80 abgegebene Kraft F2 kann infolgedessen auch bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft F1 nicht mehr weiter ansteigen. Mit anderen Worten, die Kraft F2 wird auf einen Wert begrenzt, der dem Druck entspricht, welcher in der Zylinderkamraer 107 beim Absperren derselben wirksam ist. Dadurch wird vermieden, daß eine weitere Erhöhung der Betätigungskraft F1 zu einer Überlastung bzw. zu einem übermäßigen Verschleiß oder Zerstörung bestimmter Teile der Bremsanlage führen kann.

Die Vorteile der Bremskraftverstärker nach den Figuren 1, 2 und gegenüber dem bisher bekannten Bremskraftverstärker ohne Begrenzung der Kraftunterstützung werden anhand des Diagrammes nach Fig. 4 näher erläutert.

Die Kurve 170 zeigt den Verlauf der abgegebenen Kraft F2 bzw. des ihr proportionalen Bremsdruckes Pg_r in Abhängigkeit von der jeweils ausgeübten Betätigtmgskraft F1 - welche gleich der Fußkraft Fp ist - ohne Unterstützung dieser Kraft. Die Kurve 170 weist dementsprechend eine Neigung von 45° auf, d.h. die jeweils ausgeübte Kraft F1 und die sich daraus ergebende Kraft F2 haben stets den gleichen Wert.

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Erreicht die Betätigungskraft P1 den höchsten Wert ^Fp_raa,-» so ergibt sich dann der entsprechende Höchstwert der abgegebenen Kraft F2 bzw. des entstandenen Bremsdruckes

Die Kurven171 und 172 zeigen dagegen den Kraft- bzw. Druckverlauf mit Unterstützung der Betätigungskraft F1, wobei diese Unterstützung nach der Kurve 172 stärker als nach der Kurve 171 ist. Die Kraftunterstützung hat bekanntlich den Vorteil, daß man den Höchstwert der abgegebenen Kraft F2 bzw. den maximalen Unterstützungsdruck Py mit einer wesentlich niedrigeren Betätigungskraft F1 bzw. Fußkraft Fp erreichen kann.

Bei den bisher bekannten Bremskraftverstärkern tritt jedoch, wie vorstehend erläutert, bei Erreichen des maximalen Unterstützungsdruckes Prj_max eine weitere Bremskrafterhöhung durch die Betätigungskraft ein. Das bedeutet, daß in diesen Anlagen die abgegebene Kraft F2 bzw. der Bremsdruck Pg noch weiter ansteigen kann, bis die maximale Betätigungskraft F„ aufgebracht ist (parallel zur Kurve 170 verlaufender Abschnitt der Kurven 171 und 172). Dadurch besteht die Gefahr einer Überbeanspruchung der Anlage, wobei sich dieser Nachteil bei einer größeren Kraftunterstützung (Kurve 172) stärker als bei einer kleineren Kraftunterstützung (Kurve 171) bemerkbar macht.

Bei den erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkern nach den Figuren 1, 2 und 3 kann dagegen die abgegebene Kraft F2 auf den für die Anlage jeweils zuständigen maximalen Wert des Bremsdruckes Pp begrenzt werden. Dies bedeutet, da3 nach Erreichen dieses V/ertes die Kraft F2 bzw. der Bremsdruck Ρ_βΓ trotz einer weiteren Erhöhung

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der Betätigungskraft F1 bzw. F_p konstant bleibt, was im Diagramm gemäß Fig. 4 dadurch verdeutlicht ist, daß die Kurven 171 und 172 bei Erreichen von Pymax ^knicken und parallel zur Abzisse verlaufen. Dadurch wird es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker möglich, relativ hohe Unterstützungsverhältnisse zu wählen, ohne daß sich dies nachteilig auf die Anlage auswirken kann, jedoch mit dem daraus resultierenden Vorteil, daß man mit verhältnismäßig kleineren Betätigungskräften relativ hohe Bremsdrücke erzielen kann. Dies führt zu einer bequemeren Betätigungsweise der Bremsanlage.

Die Verbindung des Betätigungsstößels 12, 12' bzw. 79 mit dem Ventilkolben 13, 13' bzw. 80 bei geschlossenen Ventilen 30, 32 und 31, 33, 30', 32' und 31', 33' bzw. 92, 93 und 94, 95, die in den beschriebenen Bremskraftverstärkern durch eine direkte Mitnahme des Ventilkolbens durch den Betätigungsstößel erzielt wird, ist selbstverständlich auch über Teile der Ventileinrichtung erzielbar. Die beschriebene direkte Verbindung bietet jedoch den Vorteil, daß hiermit die Ventilteile entlastet sind, da sie keine größeren Kräfte auf den Ventilkolben übertragen.

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Claims

9 *3 L 7 9 ß Patent- bzw. Schutzansprüche .

1. !Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Bremsan-—S

lagen, mit einem Zylinder, in dem ein Betätigungsstößel und ein Ventilkolben abgedichtet verschiebbar sind, deren einander gegenüberliegenden Beaufschlagungsflächen eine mit einer Um- ' laufpumpe und einem Rücklauf verbindbare Zylinderkammer bilden, sowie mit einem zwischen der Z3^rlinderkammer und den Rücklauf angeordneten Drosselventil, welches durch den Betätigungsstößel betätigbar ist und in der Zylinderkammer einen den Ventilkolben im Sinne einer Verstärkung der Betätigungskraft beaufschlagenden Druck erzeugt, der nach Maßgabe der Betätigungskraft bis zum Ansprechdruck eines Druckbegrenzungsventils aufbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zylinderkammer (47) und der Umlaufpumpe (5 bzw. 5') ein Absperrventil (31, 33 bzw. 31', 33') angeordnet ist, und daß bei Erreichen des Ansprechdruckes des Druckbegrenzungsventils (9) das Drosselventil (30, 32 bzw. 30', 32') und das Absperrventil (31, 33 "bzw. 31', 33') durch den mit dem Ventilkolben (13) in Schleppverbindung tretenden Betätigungsstößel (12) abschließbar sind.

2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (30, 32 bzw. 30', 32') und das Absperrventil (31, 33 bzw. 31'» 33') eine Ventileinrichtung (24), bestehend aus zwei ineinander geführten Ventilkörpern (28 und 29) mit je einem Ventilverschlußglied (30 und 31 "bzw. 30' und 31') bilden, welche durch eine zwischen ihnen gefesselte Feder (34) gegen Je einen Ventilsitz (32 und 33 bzw. 32^r und 33') am Betätigungsstößel (12) und am Ventilkolben (13) andrückbar sind.

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3. Kraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (47) mit einem Pumpenanschluß (2) über VerMndungskanäle (25 und 26) im Ventilkolben (13) und mit einem Rücklaufanschluß (3) über Verbindungskanäle (17 und 18) im Betätigungsstößel (12) verbindbar ist, wobei der Ventilkolben den Ventilsitz (32) des Drosselventils und der Betätigungsstößel den Ventilsitz (33) des Absperrventils trägt (Fig. 1).

4. Kraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (47') mit einem Pumpenanschluß (2·) über VerMndungskanäle (17' und 18') im Betätigungsstößel (12·) und mit einem Rücklaufanschluß (3¹) über Verbindungskanäle (25' und 26') im Ventilkolben (13') verbindbar ist, wobei der Betätigungsstößel den Ventilsitz (32*) des Drosselventils und der Ventilkolben den Ventilsitz (33^T) des Absperrventils trägt (Fig. 2). ■

5. Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Bremsanlagen, mit einem Zylinder, in dem ein Betätigungsstößel und ein Ventilkolben abgedichtet verschiebbar sind, deren einander gegenüberliegenden Beaufschlagungsflächen eine mit einem Druckspeicher und einem Rücklauf über eine Ein- und Auslaßventilvorrichtung verbindbare Zylinderkammer bilden, wobei die Ein- und Auslaßventilvorrichtung durch den Betätigungsstößel der-

. art betätigbar ist, daß letzterer in der Zylinderkammer einen den Ventilkolben im Sinne einer Verstärkung der Betäti^ungskraft beaufschlagenden Druck erzeugt, der nach Maßgabe der -Betätigungskraft bis zum Speicherdruck aufba\ibar ''ist,

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dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zylinderkammer (107) und dem Druckspeicher (74) ein Absperrventil (94, 95) angeordnet ist, und daß bei Erreichen des Speicherdruckes das Auslaßventil (92, 93) und das Absperrventil (94, 95) durch den mit dem Ventilkolben (80) in Schleppverbindung tretenden Betätigungsstößel (79) ab-. schließbar sind.

6) Kraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und Auslaßventilvorrichtung (90, 91 und 92, 93) und das Absperrventil (94, 95) eine Ventileinrichtung (89) bilden, welche einen Ventilkörper (79) aufweist, der im Betätigungsstößel (79) gegen eine Feder (98) abgedichtet verschiebbar ist und einerseits den Einlaßventilsitz (90), andererseits den Absperrventilsitz (94) trägt, wobei das Auslaßventil (92, 93) und das Absperrventil (94, 95) mit je einem Ventilverschlußglied (93 bzw. 95) versehen sind, die fest miteinander und mit einem Betätigungsstift (103) für das Einlaßventil (90, 91) verbunden sind, dessen Ventilverschlußglied (91) durch eine Feder (104) belastet und durch den Betätigungsstift von seinem Ventilsitz abhebbar ist.

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