DE2423102A1

DE2423102A1 - Hydraulischer bremsverstaerker fuer eine fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE2423102A1
Application number: DE19742423102
Authority: DE
Inventors: Max Dipl Ing Dr Greiner; Hermann Nusser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-05-13
Filing date: 1974-05-13
Publication date: 1975-11-27
Also published as: SE7505428L; SE411873B; GB1511672A

Description

R. 2 07 6

30.4.197Ί He/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BCSCH GMBH, 7 Stuttgart"!

Hydraulischer Bremsverstärker für eine Fahrzeugbremsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Bremsverstärker für eine 7ahrzeugbremsanlage, der von einem Bremspedal über eine 'tfegfeder betätigt wird, der ferner mit einem Steuerventil versehen ist, das sowohl eine Verbindung einer Vorratsquelle mit einem einen Verstärkerkolben aufnehmenden Verstärkerzylinder im Bremsverstärker als auch eine Verbindung des \^erstärkerzylinders mit einer Entlastungsstelle überwacht und bei dem das Steuerventil außerhalb der Achse des Verstärkerzylinders angeordnet ist.

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Ein derartiger Bremsverstärker ist bekannt (US-PS 3 H9 044). Dieser Bremsverstärker hat zum Betätigen seines Steuerventils einen verhältnismäßig großen Hebel, der in einer unter hohem· Druck stehenden Kammer des Verstarkergehauses angeordnet ist, so daß diese Kammer sehr groß und ihre Dichtung sehr zuverlässig sein muß.

Es ist aber auch bereits ein hydraulischer Bremsverstärker der eingangs genannten Art bekannt, bei dem ein solcher Hebel durch eine gleichachsige Anordnung aller Verstärkerteile vermieden ist (ATZ 75 (1973) 10 Seiten 375 und 376). Bei diese?r bekannten Bauart ist 'las Steuerventil als Schieberventil ausgebildet, dessen Steuerschieber in einer Schieberbüchse beweglich ist. Die Schieberbüchse ist mit O-Ringen gegenüber der Wand einer Gehäusebohrung gelagert und hat die Aufgabe, auf die Wegf.ader einzuwirken. Durch die im Betrieb unter Druck stehenden O-Ringe ist zur Bewegung der Schieberbüchse die Überwindung einer gewissen Losbrechkraft erforderlich. Dadurih leidet aber die Feinfühligkeit der Steuerung. Außerdem ,besteht die bekannte Wegfeder aus einem Paket von Tellerfedern, von denen jede einzelne mit Toleranzen behaftet ist, die sich addieren. Dadurch ist eine solche Tellerfederbauart als Wegfeder sehr schlecht.

Bei den bekannten Brensverstärkern kann bei Ausfall der Hilfskraft die vorgeschriebene Bremswirkung mit der vorgegebenen maximalen Pedalkraft von 50 kp oft nicht erreicht werden, wenn die Betätigungsstange im Normalbetrieb und bei Hilfskraftausfall dem Kolben des nachgeschalteten HauptbremsZylinders oder - bei einem Bremsgerät - dem Luftkolben direkt nachgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremsverstärker zu schaffen, bei dem im Normalfall der Verstärkerkolben durch Druckmittel beaufschlagt wird und bei dem der für

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eine feinfühlige Stufung des eingesteuerten Druckmittels notwendige Stößel- oder Pedalweg kraftabhängig durch eine Wegfeder simuliert wird. Dabei sollen bei Ausfall der Hilfskraft der Stößel- oder Pedalweg und der Weg des Verstärkerkolbens gleich sein. Durch Vergrößerung der Pedalübersetzung und/oder durch Verkleinerung des HauptZylinders ist es dann möglich, auch bei HilfskraftausJTall die verlangte Bremswirkung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen der Wegfeder und dem Verstärkerzylinder eine Hülse angeordnet ist, die zum Schalten des Steuerventils in Wirkverbindung mit dem Steuerventil steht, und daß diese Wirkverbindung nach dem Umschalten des Steuerventils aufhebbar ist.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen:

•Fig. 1 einen zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder angeordneten hydraulischen Bremsverstärker,

Fig. 2 den Bremsverstärker in etwas abgewandelter .Bauart,

Fig. 3 eine andere Betätigungsstange des Bremsverstärkers und

Fig. H den Bremsverstärker als Zweikreis-Bremsgerät.

Ein Bremsverstärker 1 ist nach der Fig. 1 zwischen einem Bremspedal 2 und einem hydraulischen Hauptzylinder 3 angeordnet. Ein durch einen Staubschutzbalg ¹J abgedichteter Stößel 5 ist in eine Aufnahme 6 einer zweigeteilten Betätigungsstange 7/8 eingesetzt. Der die Aufnahme 6 tragende Teil 7 der Betätigungsstange 7/8 hat einen Flansch 9,

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der von dem Rand einer Federbuchse 10 für eine Wegfeder 11 gehalten ist. Die Wegfeder 11 ist ein Gummikörper, der vorgespannt ist und der -weiter zusammengedrückt wird, wenn sich der Flansch 9 in die Federbüchse 10 hinein oder die Federbüchse 10 sich gegen den Flansch bewegt. Ein Boden 12 der Federbüchse 10 drückt auf das eine Ende 13 einer Hülse 14, die in einer Bohrung 15 die zweigeteilte Betätigungsstange 7/8 aufnimmt. In dieser Bohrung 15 liegen die beiden Teile 7 und 8 der Betätigungsstange 7/8 gewöhnlich unter Belassung eines gewissen Abstands hintereinander. Ein dem Stangenteil 7 zugekehrtes Ende 16 des zweiten Stangenteils 8 trägt als Druckkörper eine zentrisch eingepreßte Kugel 17« Dieser zweite Stangenteil 8 hat an seinem anderen Ende einen Kugelkopf 18, mit dem er in eine passende Ausnehmung 19 eines Verstärkerkolbens 20 hineinragt. Ein den Kugelkopf 18 hintergreifender, im Verstärkerkolben 20 befestigter Stift 21 hält den zweiten Stangenteil 8 am Verstärkerkolben 20 fest.

Der Verstärkerkolben 20 bildet eine bewegliche Wand eines Verstärkerzylinders 22, auf dessen anderer Seite sich der Bund 23 der Hülse 14 befindet. Zwischen der Hülse 14 und dem Verstärkerkolben 20 liegt eine Druckfeder 25, die bestrebt ist, Hülse 14 und Verstärkerkolben 20 auseinander zu drücken.

Eine Dichtung 8¹ dichtet in der Bohrung 15 die Stange 8 nach außen ab.

Eine Dichtung 26 dichtet die Hülse 14 im Gehäuse 27 des Verstärkers ebenfalls nach außen gegen einen Zylinder 28 ab, in dem die Federbüchse 10 beweglich ist. Die Hülse 14 bildet mit einer zwischen den beiden Dichtungen 8' und 26 liegenden Ringfläche 24 eine Angriffsfläche für den Druck im Verstärkerzylinder 22. Durch die Verwendung der beiden Dichtungen 8' und 26 steht der Zylinder 28 unter Außenluftdruck und ist vom Druckmittel isoliert. Der Zylinder 28 ist in seiner Länge so bemessen, daß der mögliche Hub der Wegfederbüchse 10 größer ist als der Gesamthub des Bremsverstärkers bei einem später noch

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näher zu beschreibenden Hilfskraftausfall.

Am Bund 23 der Hülse 14 liegt ein Stift 30 an, der quer in einem Steuerschieber 31 eines Steuerventils 32 befestigt ist. Der Steuerschieber 31 hat zwei Steuerkanten 33 und 3¹I, mit denen er wechselweise eine Verbindung des Verstärkerzylinders 22 mit einem Druckmittelanschluß 35 oder mit einem Entlastungsanschluß.36 herstellen kann. Eine auf den Steuerschieber 31 in Längsrichtung einwirkende Druckfeder 37 ist bestrebt, der Stift 30 an dem Hülsenbund 23 zu halten. Diese Feder 37 ist schwächer als die Druckfeder 25 zwischen dem Hülsenende 24 und dem Verstärke:? kolben 20.

Der Verstärkerkolben 20 drückt über eine Stange 38 auf einen Kolben 39 i^m Hauptzylinder 1.Zwischen dem Kolben und dem Hauptzylinder 3 liegt eine Rückstellfeder HO.

Der beschriebene hydraulische Bremsverstärker arbeitet wie folgt:

Bei gelöster Bremse nehmen alle Teile des Bremsverstärkers 1 die in der Zeichnung dargestellte Lage ein.

Wird beim Bremsen auf das Bremspedal 2 eine Kraft ausgeübt, so wirkt diese über den Stößel 5 auf den mit dem Flansch 9 versehenen Stangenteil 7 und über die Wegfeder 11, die Federbüchse 10 und die Hülse I¹I auf die Druckfeder 25 ein. Nach dem überwinden der Kraft dieser Feder 25 gibt der Bund. 23 der Hülse 1*1 den Stift 30 für eine Bewegung des Steuerschiebers 31 nach rechts frei. Die Steuerschieberbewegung erfolgt unter der Kraft der Druckfeder 37. Bei dieser Bewegung unterbricht der Steuerschieber 31 mit seiner Steuerkante 3^ zunächst die Ver-

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bindung des Rücklaufanschlusses 36 mit dem Verstärkerzylinder 22 und stellt dann mit seiner Steuerkante 33 eine Verbindung des Verstärkerzylinders 22 mit dem Druckmittelanschluß 35 her. Nach dem Umschalten des Steuerschiebers 31 wirkt dann der Druck des Druckmittels am Verstärkerkolben 20, der gegen die Kraft der Rückstellfeder 40 nach rechts bewegt wird und über die Stange 38 Kraft, auf denKolben 39 des Haupt Zylinders 3 überträgt. Daraus geht hervor, daß der Verstärkerkolben 20 beim normalen Bremsen rein hydraulisch druckbeaufschlagt ist und dabei keine mechanische Kopplung mit dem Stößel 5 hat. Vor dem Umschalten des Steuerventils 32 steht die Hülse 14 über ihren Bund 23 mit dem Steuerventil 32 in Wirkverbindung. Der Druck im Verstärkerzylinder 22 wirkt auf die Ringfläche 24 der Hülse 14. Solange Gleichgewicht zwischen dieser Druckkraft und der auf den Stößel 5 ausgeübten Kraft herrscht, bleibt der Ventilschieber 31 in einor Mittelstellung, in den sowohl der Einlaß wie auch der Auslaß geschlossen sind. Bei größerer Kraft auf den· Stößel 5 wird diese Wirkverbindung aufgehoben, indem der zuerst durch die Druckfeder 37 nachgeführte Steuerschieber 31 stehen bleibt und sich die Hülse 14 mit ihrem Bund 23 von dem Stift 30 löst.

Der zweite Stangenteil 8 der zweiteiligen Betätigungsstange 7/8 wird über den Stift 21 ebenfalls nach rechts gezogen. Der Druck im Verstärkerzylinder 22 wirkt auch auf die Ringfläche 24 der Hülse 14 und erzeugt dort eine Reaktionskraft, die über die Federbuchse 10 an die Wegfeder 11 und auf das Bremspedal 2 abgegeben wird. Dadurch ist die Größe der Ringfläche 24 maßgebend für die Rückwirkung des vom Verstärker eingesteuerten Bremsdruckes.

Nach dem überschreiten ihrer Vorspannung verformt sich die Wegfeder 11 und der mit dem Flansch 9 versehene

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Stangenteil 7 der Betätigungsstange 7/8 bewegt sich in die Hülse I¹I hinein. Dadurch kann das Bremspedal den .für eine feinfühlige Betätigung der Bremse notwendigen Weg machen, während der Steuerschieber 31 in der beschriebenen Umschaltstellung bleibt.

Beim Nachlassen, des Drucks am Bremspedal 2 gehen alle beweglichen Verstärkerteile wieder in ihre Ausgangsstellung zurück.

Fällt jedoch der Druck des Druckmittels aus, so wird die Hülse I¹I vom Verstärkerzylindar 22 nicht mit Druck beaufschlagt. Die Wegfeder 11 bleibt unverformt in ihrer Ausgangslage. Der Stößel 5 drückt über den Stangenteil 7 und unter Aufhebung des Abstands zwischen, der beiden Stangenteilen 7 und 8 über den Stangenteil 8 auf den Verstärkerkolben .20,und dieser wiederum überträgt die Kraft über die Stange 38 auf den Hauptzylinderkolben 39. Die Wege der Betätigungsstange 7/8 und des Verstärkerkolbens 20 sind gleich. Bei dieser Art des Bremsens bewegt sich die Federbüchse 10 im Zylinder 28. Deshalb muß der mögliche Hub der Wegfederbüchse

10 größer sein als der Gesamthub des Bremsverstärkers 1 bei Hilfskraftausfall.

Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Bremsverstärkers ist folgender:

Die isoliert vom Druckmittel angeordnete Wegfeder 11 gestattet' eine weitgehende Unabhängigkeit bei der Auslegung der Wegfeder bezüglich Weg-Charakteristik und Federart (Schraubenfeder, Gummi- oder Kunststoff-Feder).· Dabei ist die Gesamtbaugröße nicht umfangreicher als bei anderen Bauarten einer Wegfeder.

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In der Fig. 2 ist unter weitgehender Beibehaltung der bereits verwendeten Bezugszahlen eine etwas abgewandelte Bauart eines Bremsverstärkers 4l dargestellt. Hier hat eine Hülse 14' keinen im Querschnitt rechteckigen Bund 23 sondern eine Kegelfläche 42 und betätigt mit dieser Kegelfläche 42 unmittelbar einen Steuerschieber 43, dessen Gehäusebohrung 44 senkrecht auf die Achse des Verstärkerzylinders 22 steht. Im übrigen ist der Verstärker 41 geradeso ausgebildet wie der nach der Fig. 1 und er arbeitet auch geradeso. Das heißt also, daß auch bei dieser Bauart die Wirkverbindung nach dem Umschalten des Steuerventils aufhebbar ist.

Die Fig. 3 zeigt einen Bremsverstärker 51 mit einer einteiligen Betätigungsstange 52. Diese einteilige Betätigungsstange 52 durchdringt die Hülse 14 und ragt mit einer Endfläche 53 verstärkerzyldnderseitig aus der Hülse 14 heraus. Das Ende 53 ist nicht am Verstärkerkolben 20 befestigt, sondern es hat von diesem den gleichen Abstand, den bei der Bauart nach der Fig. 1 die beiden Teile 7/3 der Betätigungsstange 7/8 haben. Dieser Abstand wird dann ebenfalls bei betätigtem Bremspedal und bei Ausfall der Hilfskraft aufgehoben. Die dem Verstärkerzylinder 22 zugekehrte Ringfläche 24 der Hülse 14 und die Endfläche 53 der Betätigungsstange 52 sind bei dieser Bauart gemeinsam maßgebend für die Rückwirkung des vom Verstärker 51 eingesteuerten Bremsdrucks über die Wegfeder 11 auf das Bremspedal 2.

Die Ausführung nach der Fig. 4 läßt erkennen, daß die beschriebene Bauart des Bremsverstärkers auch bei einem Zweikreis-Bremsgerät 6l anwendbar ist. Es muß dann nur der Druck im Verstärkerzylinder 22 über einen Anschluß 62 gleichzeitig in einen Bremskreis I eingeleitet werden und

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der geänderte Verstärkerkolben 63 muß als Hauptzylinderkolben über einen Anschluß 6Ί einen Bremskreis II versorgen, der seine Druckflüssigkeit aus einem Nachfüllbehälter 65 erhält. Das Gehäuse des Bremsgeräts 61 ist am rechten Ende durch einen Deckel 66 verschlossen, und die Stange 38 der Bauart nach der Pig. I entfällt.

Da der Hauptzylinderkolben 63 bei vorhandener Hilfskraft von dem Druck im Versfirkerzylinder 22 verschoben wird, kann unabhängig vom begrenzten Pedalweg die Wegreserve des Hauptzylinders so reichlich bemessen sein, daß die sich bei heißgefahrenen Bremsen bildenden Dampfblasen überdrückt werden und hoher Bremsdruck auch in Kreis II eingestauert wird.

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Claims

-10- i Π 7 -ϊAnsprüche

1.^Hydraulischer Bremsverstärker für eine Fahrzeugbremsanlage, der von einem Bremspedal über eine Wegfeder betätigt wird j der ferner mit einem Steuerventil versehen ist, das sowohl eine Verbindung einer Vorratsquelle mit einem einen Verstärkerkolben aufnehmenden Verstärkerzylinder im Bremsverstärker als auch eine Verbindung des Verstärkerzylinders mit einer Entlastungsstelle überwacht und bei dem das Steuerventil außerhalb dsr Achse des VerstärkerZylinders angeordnet ist, dadurch geksnnzeichnet, daß zwischen der Wegfeder (11) und dem Verstärkerzylinder (22) eine Hülse (I¹I) angeordnet ist, die zum Schalten des Steuerventils (32) in Wirkverbindung mit dem Steuerventil (32) steht, und daß diese Wirkverbindung nach dem Umschalten des Steuerventils (32) aufhebbar ist.

2. Hydraulischer Bremsverstärker nach Anspruch Ij dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung durch einen Bund (23) an der Hülse (I¹O, einen an den Bund (23) anlegbaren, quer in einem Steuerschieber (31) des Steuerventils (32) befestigten Stift (30) und eine auf den Steuerschieber (31) einwirkende Druckfeder (37) gebildet ist.

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3. Hydraulischer Bremsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung durch eine Kegelfläche (42) an der Hülse (14) und einen an die Kegelfläche unmittelbar anlegbaren Steuerschieber (43) des Steuerventils (32) und eine auf den Steuerschieber (31) einwirkende Druckfeder (37) gebildet ist (Fig. 2).

4. Hydraulischer Bremsverstärker nach Anspruch 2 oder 3_S dadurch gekennzeichnet, daß auf den Steuerschieber (31) in_:Längsrichtung eine Feder (37) einwirkt, die bestrebt ist, den Stift (30) an der Hülse (14) am Bund (23) bzw. an der Regelfläche (42) zu halten. ■

5. Hydraulischer Bremsverstärker nach Anspruch 4, dadurch

• gekennzeichnet, daß zwischen die Hülse (14) und den Verstärkerkolben (20) eine Druckfeder (25) eingesetzt ist, die der Steuerschieberfeder (37) entgegenwirkt und die stärker ist als diese.

6. Hydraulischer Bremsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5 j dadurch geken!zeichnet, daß in die Hülse (14) eine zweigeteilte Betätigungsstange (7/8) eingesetzt ist, deren einer Teil (7) unter Einwirkung des Bremspedals (2) steht und deren anderer Teil (8) an dem Ver-

. Stärkerkolben (20) befestigt ist, und daß beide Stangenteile (7 und 8) einen Abstand voneinander haben, der •bei betätigtem Bremspedal (2) und Ausfall der Hilfskraft aufgehoben ist. -12-

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7. Hydraulischer Bremsverstärker nach einem der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Verstärkerkolben (20) zugekehrte Ringfläche(24) der Hülse (Ik) dem Druck im Verstärkerzylinder (22) ausgesetzt ist und maßgebend ist für die Rückwirkung des vom Verstärker eingesteuerten Bremsdrucks über die·Wegfeder (11) auf das Bremspedal (2).

8. Hydraiäischer Bremsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hülse (Ik) eine durchgehende Betätigungsstange (52)- eingesetzt ist, deren eines Ende mit dem Bremspedal (2) verbunden ist und deren anderes Ende (Endfläche 53) einen Abstand von dem Verstärkerkolben (20) hat, der bei betätigtem Bremspedal (2) und Ausfall der Hilfskraft aufgehoben ist (Fig. 3).

9. Hydraulischer Bremsverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Verstärkerkolben (20) zugekehrte Ringfläche (2k) der Hülse (Ik) und die Endfläche(53) der Betätigungsstange (52) gemeinsam maßgebend sind für die Rückwirkung des vom Verstärker (51) eingesteuerten Bremsdrucks über die Wegfeder (11) auf das Bremspedal (2).

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10. Hydraulischer Bremsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegfeder (11) in einer Büchse (10) außerhalb des Verstärkerzylinders (22) angeordnet und vom Druckmittel isoliert ist und daß ein möglicher Hub der Vtegfederbüchse (10) größer ist als der Gesamthub des Bremsverstärkers bei Hilfskraftausfall.

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