DE2347282C3 - Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Bremsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Bremsanlagen, mit einem Zylinder, in dem ein Betätigungsstößel und ein Arbeits-koiben abgedichtet verschiebbar sind, deren einander gegenüberliegende Beaufschlagungsfläehen eine mit einer Druckmittelquelle und einem Rücklauf verbindbare Zylinderkammer einschließen, wobei die Druckmittelquelle einen auf einen vorbestimmten Höchstwert begrenzten Druck liefert, ferner mit einer mit dem Betätigungsstößel betätigbaren Ventileinriehtung. mit der mit zunehmender fktatigungskraft in der Zylinderkammer ein bis zum Höchstwert der Druckrnittelquelle steigerbarer Druck aufbaubar ist. wcbei zumindest beim Höchstdruck die Zylinderkammer vom Rücklauf getrennt ist und wobei ferner nach Erreichen des Höchstdrucks der Betätigungsstößel bis zu seiner Anlage a;i den Arbeitskolben verschiebbar ist.

Derartig ausgebildete Kraftverstärker sind aus eier DT-OS 19 57 084 bzw. aus der DTOS 20 48 922 bereits bekannt. In beiden Fällen wird die Betätigungskraft durch eine vom Flächenverhältnis zwischen Betätigungskolben und Arbeitskolben abhängige Druckbenufschlagung unterstützt. Die Kraftunterstützung wird aber bei Erreichen des Ansprechdrucks des Druckbegrenzungsventils bzw. bei Erreichen des Speicherdrucks aufgehoben, weil der krafuinterstützendc Druck nur bis zum Wert des Ansprechdrucks bzw. des Speichcrdrurks ansteigen kann. Die vom Arbeitskolben 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 andere Teile der Anlage zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftverstärker der eingangs genannten Art so auszubilden, düß die abgegebene Kraft nach Erreichen des Höchstdrucks der Druckquclle nicht weiter ansteigen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die Ventilcinriehtung ein zwischen der Alinderkaminer und der Druckmittelquelle angeordnetes, durch den Betätigungsstößel betätigbares, normalerweise offenes Absperrventil umfaßt, das bei einer Verschiebung des Belatigungssiößcls bis z.u dessen Anlage an

den Arbeitskolben in die Schließstellung bewegt wird.

Bei Kraftverstärkern, bei denen die Druckmittelquelle eine Umlaufpumpe mit einem ihr naci geschalteten, den Höchstdruck bestimmenden Druckbegrenzungsventil ist und die Ventileinrichtung ^n zwischen der Zylinderkammer und dem Rücklauf angeordnetes Drosselventil aufweist, mit dem in der Zylinderkammer ein den Arbeitskolben im Sinne einer Verstärkung der BetätigungSfraft beaufschlagender Druck erzeugbar ist, ist es zweckmäßig, wenn die aus dem Drosselventil und dem Absperrventil bestehende Ventileinrichtung zwei ineinander geführte Ventilkörper aufweist, welche durch eine zwischen ihnen gefesselte Feder gegen je einen Ventilsitz am Betätigungsstößel und am Arbeitskolben andrückbar sind. ,₅

Pei Kraftverstärkern, bei denen die Druckmittelquelle ein Speicher ist und die Venüleinrichtung ein in der Ruhestellung offenes uno in der Arbeiissteilung geschlossenes Auslaßventil und ferner ein in der Ruhestellung geschlossenes und in der Arbeitsstellung offenes Einlaßventil aufweist, ist es zweckmäßig, wenn die aus dem Einlaßventil. Auslaßventil und Absperrventil bestehende Ventileinrichtung einen Ventilkörper aufweist, der im Betätigungsstöße! gegen die Kraft einer Feder abgedichtet verschiebbar ist und einerseits den Ventilsitz des Einlaßventils andererseits den Ventilsit/ des Absperrventils trägt, wobei das Auslaß\cntil und das Absperrventil mit je einem Vcntilverschlußjied versehen sind, die fest miteinander und mit einem Betätigungsstift für das Einlaßventil verbunden sind, dessen Ventilverschlußglied durch die Kraft einer Feder belastet und durch den Betätigungsstift von seinem Ventilsitz abhebbar ist.

Auf diese Weise wird in beiden Fällen die Zylinderkammer bei Erreichen einer dem Ansprcchdruck des Druckbegren/.ungsventils bzw. dem Speieherdruck entsprechenden Betätigungskraft völlig gesperrt. Dies hai zur Folge, daß das Druckmittel weder in die Z\linderkammer nachfließen noch von ihr abfließen kann. Eine weitere Erhöhung der Betätigungskraft kann hier keine weitere Erhöhung der abgegebenen Kraft b/w. des abgegebenen Drucks verursachen, weil eine Verschiebung des vom Betätigungskolben mitgeschleppten Arbeitskolbcns sofort zum Zusammenbruch des Drucks in der Zylinderkammer führen würde. Die vom Arbeitskolbcn abgegebene Kraft wird dadurch unabhängig von einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft auf einen bestimmten Wert entsprechend dem Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils b/.w. dem Speicherdruck konstant gehalten. Somi· wird die Anlage vor Überlastung sowie vorzeitigem Verschleiß oder Zerstörung geschützt Die erfindungsgemäße Kraft- bzw. Druckbegrenzung bietet außerdem die Möglichkeit, im Bereich der zulässigen Kraft- bzw. Druckwerte stärkere Unterstützungsverhältnisse zu wählen. Hierdurch können die Betätigungskräfte im Sinne einer bequemen Betätigungsweise gesenkt werden.

Außerdem ist von Vorteil, daß auf diese Weise der Betätigungskolben und der Arbeitskolbcn bei geschlos- fv senem Drosselventil b/w. Auslaßventil und geschlossenem Absperrventil direkt über ihre einander gegenüberliegenden Flachen und nicht etwa über Teile der \ entile wrhindbar sind, wodurch eine Übcrbeanspruchung dieser Teile, insbesondere der Ventilsil/e, vermieden <>> wird.

Weitere \orteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsiremäßen Kraftverstärkers sind in den Ansprüchen 3 und 4 gekennzeichnet

Im folgenden sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftverstärker für Bremsanlagen, wobei die Druckmittelquelle eine Umlaufpumpe ist und der Pumpenanschluß, in Betätigungsrichtung gesehen, hinter dem Rücklaufanschluß liegt.

Fig.2 einen Längsschnitt durch eine Variante des Kraftverstärkers nach Fig. 1. dessen Pumpenanschluß, in Betätigungsrichtung gesehen, vor dem Rücklaufanschluß liegt,

i-' i g. 3 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftverstärker für Bremsanlagen, wobei die Druckmittelquelle ein Speicher ist.

Fig.4 ein Betätigungskraft-Bremsdruck-Diagramm zu den Kraftverstärkern nach Fig. [ bis I

Der in F i g. 1 dargestellte Kraftverstärker weist einen Zylinder 1 auf, der mit einem Pumpenanschluß 2 und einem Rücklaufanschluß 3 versehen ist. An Jen Pumpenanschluß 2 ist über eine Leitung 4 eine hydraulische Umlaufpumpe 5 angeschlossen. Der Rücklaufar.schluß 3 steht über eine Leitung 6 mit einem Rücklaufbehälter 7 in Verbindung. In einer von der Leitung 4 /um Rücklaufbehäl'.er 7 führenden Abzweigung 8 ist ein Druckbegrenzungsventil 9 angeordnet.

Der Zylinder I weist ferner eine abgestufte Gehäusebohrung 10. Il auf. in deren Teil 10 kleineren Durchmesser ein Betätigungsstößel 12 abgedichtet verschiebbar ist. In der Bohrung 11 größeren Durchmessers sind ein Arbeitskolben 13 und ein mit ihm verbundener Kraftübertragungskolben 14 ebenfalls abgedichtet verschiebbar. Der Betätigungsstößel 12. der Arbeitskolben 13 und der Kraftübertragungskolben 14 sind koaxial zueinander angeordnet. Letztere sind miteinander mittels eines Kolbcnansat/cs 15 am Arbeitskolben 13 gefesselt, der in eine Nut 16 des Kraftübertragungskolbens 14 eingeführt ist.

Der Betätigungsstößel 12 weist eine Sackbohrung 17 auf. die über Radialbohrungcn 18 und einen /wischen 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 Betaugungsstößel 12 mit einem ringförmigen Ansät/ 20 versehen, der gegen eine Gehäusewand 21 abstüt/bar ist.

Der Arbeitskolbcn 13 weist einen /\lmdrischeii Hohlraum 22 auf. der von einer Bohrung 23 gebildet ist Im Hohlraum 22 ist eine Ventileinrichtung 24 angeordnet. Der Arbeitskolben 13 weist eine Sackbohrung 25 auf. die einerseits mit dem Hohlraum 2?.. andererseits über Radialbohrungen 26 und einen /wischen der Wandung der Gehäusebohrung 11 und dem Arbeitskolben 13 gebildeten Ringsp.lt 27 mit dem Pumpenanschluß 2 verbunden ist.

Die Vemileinrichtung 24 besteht aus einem in dei Bohrung 23 geführten Veniilkörper 28 und einem ir diesem geführten Ventilkörper 29. welche mit je einen Ventilverschlußglied 30 b/w. 31 versehen sind. l.ei/tei\ bilden mit einem Ventilsitz 32 am lleiatigungsstößel L und einem Ventilsit/ 33 am Arbeitskolben 13 eii Drosselventil 30,32 b/.w. ein Absperrventil 31.33.

Die Ventilkörpcr 28 und 29 und somil du Ventilverschlußglieder 30 und 31 sind relativ /ueinand-'i gegen eine /wischen ihnen gefesselte I-eder 3-verschiebbar. Das Mali ihrer Verschiebbarkeil ent

spricht dem axialen Spiel zwischen dem Veniilkörper 29 und einem querliegenden Stift 35, der durch Langlöcher 36 im Ventilkörper 29 geführt und in den Ventilkörper 28 eingepreßt ist. Dieses Spiel ist so zu bemessen, daß. wenn die einander gegenüberliegenden Flachen 37 und 38 des Betätigungsstößels 12 und des Arbeitskolbens 13 sich berühren, die Ventilvcrschlußgliedcr 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 Arbeitskolben 13 abgestützt sind. Die Feder 39 ist zwischen zwei Scheiben 41 und 42 gefesselt, die durch den Bclätigungsstößcl 12 bzw. den Vcntilkörper 28 unter Zusammendrückung der Feder 39 verschiebbar sind.

Die Ventilkörper 28 und 29 weisen je eine Sackbohrung 43 bzw. 44 auf, die mit dem Hohlraum 22 des Arbeitskolbens 13 über Radialbohrungen 45 bzw. 46 verbunden ist.

Der Betätigungsstößel 12 und der Arbcitskolben Π begrenzen mit ihren einander gegenüberliegenden Flüchen 37 und 38 eine Zylinderkammer 47. die den Hohlraum 22 miteinschließt und einerseits über die Bohrungen 17 und 18 im Betätigungsstößel 12 mit dem Rüeklaufbehälter 7. andererseits über die Bohrungen 25 und 26 im Arbeiiskolbcn 13 mit der Umlaufpumpe 5 verbindbar ist.

Die Arbeitsweise des in Fig.! gezeigten kraftverstärker ist wie folgt:

In der dargestellten Ausgangsstellung wird die Veniileinrichiung 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. Fm von der Umlaufpumpe 5 erzeugter Druckmittelstrom fließt über Pumpenanschluß 2. Ringspalt 27 und Bohrungen 26 und 25 in die Zyiinderkammer 47 und weiter iibei Bohrungen 17 und 18. Ringspalt 19 und Riicklaufanschluß 3 in den Rücklaufbehalter 7 wieder zurück. Die Zvlinderkammer 47 wird somit von einem zunächst drucklosen Druckmittelstrom durchflossen.

Betätigt man nun den Kraftverstärker mit einer Betätigungskraft FI. so entsteht dann auf der Seite des Arbeitskolbens 13 eine Kraft F2. welche der Betätigungskraft entgegenwirkt. Der Betätigungsstößel 12 und der Arbeitskolben 13 übertragen die Kräfte Π und l"l auf die leder 39 über die Scheiben 41 und 42. wobei sich die leder 39 zusammendrückt und das Drosselventil 30. 32 eine Stellung einnimmt, in der der Druckmittelstrom nach Maßgabe der ausgeübten Betätigungskraft Fl gedrosselt wird. Hierdurch entsteht in der Zylinderkammer 47 ein Druck, der den Arbeitskolben 13 im Sinne einer Unterstützung oder Verstärkung der Betätigungskraft Fl beaufschlagt. Der Grad dieser Verstärkung ist durch das Verhältnis zwischen den druckbeaufschlagten Wirkflächen des Betätigungsstößels 12 und des Arbeitskolbens vorgegeben.

Diese Unterstützung bzw. Verstärkung endet, wenn bei Erreichen einer bestimmten Betätigungskraft der Unterstutzungsdruck dem Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils 9 entspricht. Bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft Fl bewegt sich dann der Betätigungsstößel 12 auf den Arbeitskolben Hunter Zusammendrückung der Federn 39,34 und 40 zu. wobei das Drosselventil 30. 32 und das Absperrventil 31. geschlossen werden und somit die Zylinderkammer abgesperrt wird. Diese Bewegung ist beendet, wenn die Fläche 37 des Betätigungsstößels 12 und die Fläche 38 des Arbeitskolbens 13 miteinander in Berührung kommen, wodurch eine Schleppverbindung zwischen dem Betätigungsstößel 12 und dem Arbeitskolben 13 hergestellt wird.

Die Betätigungskraft Fl wird nunmehr direkt auf den Arbeitskolben 13 übertragen und versucht, diesen zu verschieben. Da aber die Zylinderkammer 47 abgesperrt ist. kann das Druckmittel nicht mehr in sie nachfließen ίο bzw. von ihr abfließen. Eine Verschiebung des Arbeitskolbens 13 würde daher sofort zu einem Zusammenbruch des Drucks in der Zylinderkammer 47 führen. Die vom Arbeitskolbcn 13 bzw. dem Übertragungskolbcn 14 abgegebene Kraft F2 kann infolgcdcssen auch bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft Fl nicht mehr weiter ansteigen. Mit anderen Worten, die Kraft F2 wird auf einen Wert begrenzt, der dem Druck entspricht, welcher in der Zylinderkammer 47 beim Absperren derselben wirksam ist. Dadurch wird vermieden, daß eine weitere Erhöhung der Bctätigungskraft Fl zu einer Überlastung bzw. zu einem übermäßigen Verschleiß oder Zerstörung bestimmter Teile der Bremsanlage führen kann.

Der Kraftverstärker nach Fig. 2 unterscheidet sich vom Kraftverstärker nach Fig. 1 hauptsächlich dadurch, daß die Pumpen- und Rücklaufanschlüsse 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 Ausbildung des Kraftverstärkers nach Fig. 1 erhält der Betätigungsstößel 12' cmc mit ihm fest verbundene hohlzylindrische Verlängerung 50 mit einem halsförmigcn Ansät/ 51. in dessen Bohrung 52 der Ventilkörper 28' geführt isi. Der Innenraum 53 der Verlängerung 50 steht über die Bohrungen 43'. 44'. 45' und 46' mit dem Hohlraum 22' m Verbindung, so daß die Zylinderkammer 47' sow ohl den Hohlraum 22' als auch den Innenraum 53 miteinschließt. Entsprechend der gegenüber der F i g. 1 vertauschten Anordnung der Anschlüsse 2' und 3' und der Ventile 30'. 32' und 3Γ. 33'. so sind auch die Verbindungskanälc von der Zylinderkammer 47' zu den beiden Anschlüssen 2 und 3' gegenüber der F i g. 1 vertauscht angeordnet, d. hdie Zylinderkammer 47' ist mit dem Pumpenanschluß 2 über die Bohrungen 17' und 18' im Betätigungsstößel 12' und mit dem Rücklaufanschluß 3' über die Bohrungen 25' und 26' im Arbeitskolben 13' verbindbar. Auch die Federn 39' und 40' sind entsprechend vertauscht untergebracht

Der Kraftverstärker nach Fig.2 arbeitet in der gleichen Weise wie der Kraftverstärker nach F i g. 1 Auch hier drosselt das Drosselventil 30', 32' den durch die Zylinderkammer 47' fließenden Druckmittelstrom. so daß in dieser Kammer ein Druck entsteht, der den Arbeitskolben 13' im Sinne einer Verstärkung der Betätigungskraft Fl beaufschlagt Diese Verstärkung endet auch hier, wenn bei Erreichen einer bestimmten Betätigungskraft der Unterstützungsdruck dem Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils 9' entspricht und sich darauf der Betätigungsstößel 12' bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft unter Zusammendrücken der Federn 39', 34' und 40' auf den Arbeitskolben 13' zubewegt wobei das Drosselventil 30'. 32' und das Absperrventil 31', 33' geschlossen werden und somit die Zylinderkammer 47' abgesperrt wird.

Gleichzeitig kommen die Flächen 37' und 38' des

Belätigungsstößels 12' und des Arbeitskolbens 13' miteinander in Berührung, so daß eine Schleppverbindung zwischen dem Betätigungsstößel 12' und dem Arbeitskolben 13' hergestellt wird.

Das Absperren der Zylinderkainmer 47' und das Zustandekommen der obengenannten Schleppverbindung hat auch hier eine Begrenzung der abgegebenen Kraft F2 zur Folge. Eine Verschiebung des Arbeitskolbens 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 Fl zu einer Überlastung bzw. zu einem übermäßigen Verschleiß oder Zerstörung bestimmter Teile der Bremsanlage führen kann.

Der in der Fig. 3 dargestellte Kraftverstärker weist einen Zylinder 70 auf. der mit einem Speicheranschluß 71 und einem Rücklaufanschluß 72 versehen ist. An den Speicheranschluß 71 ist über eine Leitung 73 ein hydraulischer Speicher 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. in deren Teil 77 kleineren Durchmessers ein Betätigungsstößel 79 abgedichtet verschiebbar ist. In der Bohrung 78 größeren Durchmessers ist ein Arbeitskolben 80 koaxial zum Betätigungsstößel 79 und ebenfalls abgedichtet verschiebbar.

Der Betrtigungsstößel 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 Speicher 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 Speicheranschluß 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.

Das Einlaßventil 90.91 ist als Kugelventil ausgebildet. Der Ventilsitz 90 dieses Kugelventils ist in einem abgedichtet verschiebbaren Ventilkörper 96 mit einer Bohrung 97 angeordnet, welcher durch eine Feder 98 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 Arbeitskolben 80, der Ventilsitz 94 des Absperrventils 94. 95 im Ventilkörper % angeordnet. Die Ventilverschlußglieder 93 und 95 des Auslaßventils 92. 93 und des Absperrventils 94, 95 sind durch einen Zentrierkörper 100 fest verbunden, dessen längsgerichtete 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 Kraft einer Feder 104 abhebbar ist

Der BetätigungsstöBel 79 und der Arbeitskolben 80 begrenzen mit ihren einander gegenüberliegenden Flächen 105 und 106 eine Zyünderkammer 107. welche den Innenraum der hohlzylindnschen Verlängerung 81 miteinschließt. Die Zvlinderkammer 107 v-' einerseits über die Bohrungen 86 und 87 im Betätigungsstößel 79 mit dem Speicher 74 und andererseits über eine Sackbohrung 108 und Radialbohrungen 109 >m Arbeitskolben 80 sowie weiter über einen Ringspalt 110 f, zwischen der Wandung der Gehäusebohrung 78 und dem Arbeitskolben 80, den Rücklaufanschluß 72 und die Leitung 75 mit dem Rücklaufbehälter 76 verbindbar.

Die Arbeitsweise des Kraftverstärkers nach F i g. 3 ist analog zu der der Kraftverstärker nach Fig. 1 und 2.

ίο Entsprechend der benutzten Druckmittelquelle — hydraulischer Speicher 74 - erfolgt aber hier die Druckerzeugung in der Zyünderkammer 107 durch den Betätigungsstößel 79 im Zusammenwirken mit dem Einlaßventil 90.91 und dem Auslaßventil 92,93.

Betätigt man den Kraftverstärker mit einer Betätigungskraft Fl, so verschiebt diese den Betätigungssiößel 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 FI einwirken. Hierdurch entsteht in der Zyünderkammer 107 ein Druck, der den Arbeitskolben

80 im Sinne einer Unterstützung oder Verstärkung eier Betätigungskraft Fl beaufschlagt. Der Grad dieser Verstärkung ist auch hier durch das Verhältnis zwischen den druckbeaufschlagten Wirkflachen des Betätigungsstößels 79 und des Arbeitskolbens 80 vorgegeben.

Diese Unterstützung bzw. Verstärkung endet, wenn bei Erreichen einer bestimmter. Betätigungskraft der Druck in der Kammer 107 dem Druck im Speicher 74 entspricht. Bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft FI bewegt sich dann der Betätigungsstößel 79 auf den Arbeitskolben 80 unter Zusammendrückung der Feder 98 zu, wobei das Absperrventil 95. 96

3s geschlossen und somit die Zyünderkammer 107 abgesperrt wird. Diese Bewegung ist beendet, wenn die Fläche 105 des BeiäiigungsstößeK 79 und die Fläche 106 des Arbeitskolbens 80 miteinander in Berührung kommen, wodurch eine Schleppverbindung zwischen dem Betätigungsstößel 79 und dem Arbeitskolben 80 hergestellt wird.

Die Betätigungskraft Fl wird nunmehr direkt auf den Arbeitskolben 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 Arbeitskolbens 80 würde daher sofort zu einem Zusammenbruch des Druckes in der Zyünderkammer 107 führen. Die vom Arbeitskolben 80 abgegebene Kraft F2 kann infolgedessen auch bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft Fl nicht mehr weiter ansteigen. Mit anderen Worten, die Kraft F2 wird aul einen Wert begrenzt, der dem Druck entspricht, welcher in der Zyünderkammer 107 beim Absperren derselben wirksam ist. Dadurch wird vermieden, daC eine weitere Erhöhung der Betätigungskraft Fl zu einer Überlastung bzw. zu einem übermäßigen Verschleiß odet Zerstörung bestimmter Teile der Bremsanlage führer kann.

Die Arbeitsweise der Kraftverstärker nach der Fig. 1, 2 und 3 im Vergleich mit derjenigen von bishei bekannten Bremskraftreglern ohne Begrenzung dei Kraftunterstützung wird an Hand des Diagramms nacl F i g. 4 näher erläutert.

fi·; Die Kurve 170 zeigt den Verlauf der abgegebener Kraft F2 bzw. des ihr proportionalen Bremsdrucks Pb in Abhängigkeit von der jeweils ausgeübten Betäti gungskraft Fl- welche gleich der Fußkraft Ff — ohn<

Unterstützung dieser Kraft. Die Kurve 170 weist dementsprechend eine Neigung von 45° auf. d. h. die jeweils ausgeübte Kralt Fl und die sich daraus ergebende Kraft F2 haben stets den gleichen Wert.

Erreicht die Betätigungskraft Fl den höchsten Wert Ff™, so ergibt sich dann der entsprechende Höchstwert der abgegebenen Kraft F2 bzw. des entstandenen Bremsdrucks Per-

Die Kurven 171 und 172 zeigen dagegen den Kraftbzw. Druckverlauf mit Unterstützung der Betätigungskraft FI, 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 P//,„j, mit einer wesentlich niedrigeren Betätigungskraft Fl bzw. Fußkraft Ff-erreichen erreichen kann.

Bei den bisher bekannten Kraftverstarkern der eingangs genannten Galtung tritt jedoch, wie vorstehend erläutert, bei Erreichen des maximalen Unterstützungsdrucks Puma* eine weitere Bremskrafterhöhung durch die Betätigungskraft ein. Das bedeutet, daß in diesen Anlagen die abgegebene Kraft F2 bzw. der Bremsdruck Par nuc! weiter ansteigen kann, bis die maximale Betätigungskraft F_Fm3X 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 erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftverstärkern nach den Fig. 1. 2 und 3 kann dagegen die abgegebene Kraft F2 auf den für die Anlage jeweils zuständigen maximalen Wert des Bremsdrucks P/?_rm.n begrenzt werden. Dies bedeutet, daß nach Erreichen dieses Werts die Kraft F2 bzw. der Bremsdruck Per trotz einer weiteren Erhöhung der Bctätigungskrafl Fl bzw. Ff konstant bleibt, was im Diagramm gemäß Fi g. 4

ίο dadurch verdeutlicht ist, daß die Kurven 171 und 172 bei Erreichen von Pii_max abknicken und parallel zur Ab/.isse verlaufen. Dadurch wird es mit Hilfe der erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftverstärker möglich, relativ hohe Unterstützungsvurhältnissc /u wählen, ohne daß sich dies nachteilig auf die Anlage auswirken kann, wobei man mit verhältnismäßig kleinen Betätigung kräften relativ hohe Bremsdrücke erzielen kann. Dies führt zu einer bequemeren Betatigungsweise der Bremsanlage.

Die Verbindung des Betätigungsstößels 12, 12' bzw. 79 mit dem Arbeitskolben 13, 13' bzw. 80 bei geschlossenen Ventilen 30.32 und 31.33, 30', 32' und 3Γ. 33' bzw. 92, 93 und 94, 95, die in den beschriebenen Kraftverstärkern durch eine direkte Mitnahme des Ventilkolbens durch den Betätigungsstößel erzielt wird, ist selbstverständlich auch über Teile der Ventileinrichtung erzielbar. Durch die beschriebene direkte Verbindung werden jedoch die Ventilteile entlastet, da sie keine größeren Kräfte auf den Arbeitskolben übertra-

30 gen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   !. Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Bremsanlagen, mit einem Zylinder, in dem ein Betätigungsstößel und ein Arbeitskolben abgedichtet verschiebbar sind, deren einander gegenüberliegende Beaufschlagungsflächen eine mit einer Druckmittelquelle und einem Rücklauf verbindbare Zylinderkammer einschließen, wobei die Druckmittelquelle einen auf einen vorbestimmten Höchstwert begrenzten Druck liefert ferner mit einer mit dem Betätigungsstößel betätigbaren Ventileinrichtung, mit der mit zunehmender Betätigungskraft in der Zylinderkammer ein bis zum Höchsiwert der Druckmittelquelle steigerbarer Druck aufbaubar ist, wobei zumindest beim Höchstdruck die Zylinderkammer vom Rück'au 'getrennt ist und wobei ferner nach Erreichen des Höchstdrucks der Betätigungsttößel bis zu seiner Anlage an den Arbeitskolben verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet. daß die Ventileinrichtung ein zwischen der Zylinderkammer (47; 47': 107) und der Druckmiitelquelle (5; S'; 74) angeordnetes, durch den Betätigungsstößel (12: 12'; 79) betätigbares, normalerweise offenes Absperrventil (31. 33: Jl', 33 94.95) umfaßt, das bei einer Verschiebung des Betatigungsstößels bis zu dessen Anlage an den Arbeitskolben (13; 13': 80) in die Schließstellung beu egt wird.
2. 2. Kraftverstärker nach Anspruch 1. bei dem die Druckmittelquelle eini; Umlaufpumpe mit einem ihr nachgeschalteten, den Höchstdruck bestimmenden Druckbegrenzungsvertil ist und cie Ventileinrichtung ein zwischen der Zylinderkammer und dem Rücklauf angeordnetes Drosselventil aufweist, mit dem in der Zylinderkammer ein den Arbeitskolben im Sinne einer Verstärkung der Betätigungskraft beaufschlagender Drjck erzeugbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Drosselventil (30. 32: 30'. 32') und dem Absperrventil (31, 33; 3Γ. 33') bestehende Ventileinrchtung (24. 24') zwei ineinander geführte Ventilkörper (28, 29; 28', 29') aufweist, welche durch eine zwischen ihnen gefesselte Feder (34; 34') gegen je einen Ventilsitz (32 und 33: 32' und 33) am Betätigungsstößel (12; 12') und am Arbeitskolben (13:13')anfrtickbar sind.
3. 3. Kraftverstärker nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (47) mit einem Pumpenanschluß (2) über Verbindungskanäle (25 und 26) im Arbeitskolbcn (13) und mit einem Rücklaufanschluß (3) über Vcrbindungskanäle (17 und 18) im Betätigungsstößel \\2) verbindbar ist. wobei der Betätigungsstößel (12) den Ventilsit/ (32) des Drosselventils und der Arbeitskolben (13) den Ventilsitz (33)des Abspcrrventils trägt.
4. 4. Kraftverstärker nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (47') mit einem Pumpenanschluß (2') über Verbindungskanälc (17' und 18) im Betatigungsstößel (12) und mit einem Rüeklaufanschliiß (3') über Verbindungskanii- fw Ie (25' und 26') im Arbeitskolben (13') verbindbar ist. wobei der Arbeiiskolb:n (1.3')den Ventilsitz (32')des Drosselventils und der Betätigungskolben den Ventilsitz (3.3') des Absperrventils tragt.
5. 5. Kraftverstarke! räch Anspruch 1, bei dem die f>s Druckmittclqucllc ein Speicher ist und die Ventileinrichtung ein in der Ruhestellung offenes und in der Arbeitsstellung geschlossenes Auslaßventil und ferner ein in der Ruhestellung geschlossenes und in der Arbeitsstellung offenes Einlaßventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Einlaßventil (90, 91), Auslaßventil (92, 93) und Absperrventil (94, 95) bestehende Ventileinrichtung (8**) einen Ventilkörper (96) aufweist, der im Betätigungsstößel (79) gegen die Kraft einer Feder (98) abgedichtet verschiebbar ist und einerseits den Ventilsitz (90) des Einlaßventils andererseits den Ventilsitz (94) des Absperrventils 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. 9t) verbunden sind, dessen Ventilverschlußslied (91) durch die Kraft einer Feder (104) belastet und durch den Betätigungsstift von seinem Ventilsitz (90) abhebbar ist.