DE2438469B2

DE2438469B2 - Hydraulischer bremskraftverstaerker fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2438469B2
Application number: DE19742438469
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Chigasaki Kanagawa Hayashida (Japan)
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1974-08-09
Publication date: 1978-02-02
Also published as: US3942326A; JPS5326629B2; JPS50125175A; DE2438469A1; DE2438469C3

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Bremskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.

Bei einem bekannten Bremskraftzylinder der gattungsgemäßen Art (US-PS 32 52 382) ist das den Ventilsitz für das erste, normalerweise geschlossene Ventil aufweisende Ventilsitzteil während der normalen, d. h. üblicherweise gleichmäßig erfolgenden Betätigung des Bremspedals in seiner Ruhestellung in Anlage an eine Gehäuseschulter gehalten, da es unter der Wirkung der den Arbeitskolben beeinflussenden Rückholfeder steht sowie während der Durchführung des Bremsvorgangs an seiner vor der Gehäuseschulter abgekehrten Stirnfläche vom Druck in der Arbeitskammer beaufschlagt ist. In seiner den Druck des Druckmittels aufnehmenden, am Außenumfang des Ventilsitzteiles zwischen zwei Ringschultern gebildeten Druckkammer weist es dagegen eine solche Ausbildung auf, daß die in dieser Druckkammer in axial entgegengesetzter Richtung wirkenden Drücke sich gegenseitig ausgleichen.

Wenn bei diesem bekannten Verstärker das Bremspe- h^r> dal und damit das Betätigungsglied abrupt und kräftig betätigt wird, kann sich das Ventilsitzglied in unerwünschter Weise aus seiner Ruhestellung heraus wegbewegen und dadurch den Öffnungsweg des ersten, normalerweise geschlossenen Ventils verändern, da bei einer derartigen Betätigung des Bremspedals das Ventilsitzteil zwangsläufig zuerst mittels des Betätigungsgliedes bzw. eines hieran vorgesehenen Reaktionskolbens aus seiner Ruhestellung herausverschoben wird, bevor der über das dann verspätet geöffnete erste Ventil in die Arbeitskammer eingeleitete Druck seine Wirkung auf das Ventilsitzteil ausübt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Bremskraftverstärker der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß sich auch bei einer abrupten, kräftigen Pedalbetätigung die Zuordnung zwischen Pedalhub und Bremskraft nicht verändert.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus dem kennzeichnenden Teil des einzigen Patentanspruches.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Ventilsitzteiles ist gewährleistet, daß bei intakter Druckmittelquelle in Rückstellrichtung des Betätigungsgliedes stets der volle Druck der Druckmittelquelle wirkt, so daß die Gefahr einer unerwünschten Bewegung des Ventilsitzgliedes aus seiner Ruhestellung heraus auch bei einer abrupten kräftigen Pedalbetätigung nicht besteht.

Die Erfindung wird im folgenden cnhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt den hydraulischen Bremskraftverstärker gemäß der Erfindung im Längsschnitt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist der Bremskraftverstärker ein Verstärkergehäuse auf, das aus zwei Gehäuseteilen Γ, 1" zusammengesetzt ist. Diese sind aneinander befestigt und unter Zwischenschaltung eines zylindrischen Abstandsgliedes 2 mit einem Hauptbremszylinder 3 verbunden. Das Gehäuseteil 1' weist ein vorstehendes Führungsteil 4 auf, das sich in Richtung auf den Hauptbremszylinder 3 erstreckt.

Ein tassenförmiger Arbeitskolben 5 nimmt abgedichtet verschieblich den Außenumfang des Führungsteils 4 auf, und zwar derart, daß durch die Bodenwand 5a des Arbeitskolbens 5 und die Bodenwand 4a des vorstehenden Führuiigsteils 4 eine Arbeitskammer 6 gebildet ist. Der Arbeitskolben 5 wird unter der Wirkung einer Rückholfeder 7 in Richtung eines Anschlagteiles la des Verstärkergehäuses 1 gedrückt und ist mit seiner Bodenwand einer Kolbenstange 8a zugeordnet, die sich vom Hauptzylinderkolben 8 des Hauptbremszylinders 3 wegerstreckt.

Einer Druckkammer 9 wird von einer Druckmittelquelle, beispielsweise einer Hydraulikpumpe oder einem Druckspeicher, über einen Einlaß 10 Druckmitte! zugeleitet. Die Druckkammer 9 ist innerhalb einer im Gehäuseteil Γ vorgesehenen Bohrung 11 gebildet. Diese besitzt ein Bohrungsteil lla kleinsten Durchmessers, ein Bohrungsteil 1 \b größeren Durchmessers und ein Bohrungsteil llckleineren Durchmessers,das an das Ende des Gehäuseteils 1" angepaßt ist und einen etwa kleineren Durchmesser als das Bohrungsteil Wb größeren Durchmessers aufweist. Zwischen dem Bohrungsteil lic und der Schulter la"des Gehäuseteils 1" ist ein O-Ring 12 vorgesehen, der die beiden genannten Teile abdichtet.

Freiliegend in der Druckkammer 9 ist ein Ventilsitzteil 13 vorgesehen. Dieses besitzt einen Ventilsitz 13a, ein sich nach rechts gemäß der Zeichnung erstreckendes zylindrisches Teil Mb und eine anschließend hieran durch eine Durchmesservergrößerung gebildete Schulter 13c, die in das Bohrungstei! ) te des Verstärkerge-

häuses 1 eingepaßt ist, wodurch auf diese Weise in Kombination mit dem O-Ring 12 eine Abdichtung geschaffen wird. Zwischen dem Außenumfang der Schulter 13c und dem Innenumfang des Bohrungsteils ll(i ist ein Zwischenraum belassen. Das Ventilsitzteil 13 ist mit einem vorspringenden Teil 13t/versehen, das sich vom Ventilsitz 13a aus nach links erstreckt und durch die Wand des Bohrungsteils 11a gelagert ist. Das Ventilsitzteil 13 wird normalerweise unter der Wirkung des Druckes de;- Druckkammer 9 nach rechts gedrückt, ι ο wodurch sich die rechte Stirnwand seiner Schulter 13c an der Gehäuseschulter la" des Gehäuseteils 1" abstützt und hieran gehalten wird.

Eine Stange 14 weist ein Ende 14a von vergrößertem Durchmesser auf, das derart in eine Bohrung des vorspringenden Teils 13t/ des Ventilsitzteiles 13 eingepaßt ist, daß es an einer vom vorspringenden Teil 13t/ gebildeten Schulter abgestützt und mittels eines Halterings 13' fest mit dem Ventilsitzteil 13 verbunden ist. Das andere Ende 146 der Stange 14 durchsetzt abgedichtet verschieblich die Bodenwand 4a des vorstehenden Führungsteils 4 und ist an seiner der Arbeitskammer 6 zugekehrten Stirnfläche vom Druck der Arbeitskammer 6 beaufschlagt. Die Stange 14 ist außerdem mit einer axialen längsverlaufenden Führungsbohrung 15 versehen.

Ein Ventilstößel 16 ist mit seinem einen Ende 16a abgedichtet verschieblich in die Führungsbohrung 15 der Stange 14 eingepaßt und weist an seinem mittleren Teil einen Ventilschließkörper 166 auf. Dieser kann üiit JO dem Ventilsitz 13a des Ventilsitzteiles 13 in Berührung gebracht oder hiervon gelöst werden. Der Ventilstößel 16 wird unter der Wirkung einer Feder 17 nach rechts, d. h. in eine Richtung gedrückt, in welcher der Schließkörper 166 gegen den Ventilsitz 13a des J5 Ventilsitzteils 13 gedruckt wird. Dadurch ist ein erstes, no.malerweise geschlossenes Ventil 13a, 166 geschaffen, das die Verbindung Arbeitskammer 6 — Druckkammer 9 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise steuert. -to

Ein Betätigungsglied 18 weist Ringschultern 18a, 6 sowie ein Teil 18c kleineren Durchmesser auf. Die Ringschulter 18a ist abgedichtet verschieblich in eine im Gehäuseteil 1" vorgesehene Gehäusebohrung 19 eingepaßt, während die Ringschulter 186 abgedichtet verschieblich in einer Bohrung des Ventilsitzes 13 geführt ist. Die Ringschulter 186 begrenzt zusammen mit dem Ventilstößen 16 im Innern dieser Bohrung des Ventilsitzteils 13 eine Zwischenkammer 20. Über diese wird die Druckkammer 9 dann mit der Arbeitskammer 6 in Strömungsverbindung gebracht, wenn das erste Ventil 13a, 166 geöffnet, d. h. der Schließkörper 166 des Ventilstößels 16 vom Ventilsitz 13a gelöst ist; diese Strömungsverbindung ist jedoch normalerweise durch das erste Ventil 13a, 166 unterbrochen. Das Betätigungsglied 18 ist mit einem vorstehenden Teil 18c/ versehen, das sich von der Ringschulter 186 ins Innere der Zwischenkammer 20 erstreckt und mit seinem Ende in der Nähe des Ventilsitzes 13a des Ventilsitzteils 13 angeordnet ist. Die rechte Stirnfläche der Ringschulter tio 186 des Betätigungsgliedes 18 stützt sich gegen einen Anschlag 21 ab, der an der Schulter 13c des Ventilsitzteiles 13 vorgesehen ist; auf diese Weise wird die Bewegung des Betätigungsgliedes 18 nach rechts begrenzt. Das Betätigungsglied 18 steht unter der <>"> Wirkung einer Feder 22, die das Betätigungsglied 18 in seine aus der Zeichnung ersichtliche Ruhestellung zu ürUCKcil SUCiit.

Die Zwischenkammer 20 ist mit der Arbeitskammer 6 über die axiale Führungsbohrung 15 der Stange 14 sowie über einen axialen Durchlaß 23 des Ventilstößels 16 verbunden, wobei der Ventilstößel 16 nahe seinem rechten Ende radiale Durchlässe zur Verbindung der Zwischenkammer 20 mit dem axialen Durchlaß 23 besitzt. Demgegenüber ist die Zwischenkammer 20 über eine im Betätigungsglied 18 vorgesehene axiale Bohrung 23 sowie radiale Bohrungen und über einen zwischen dem Teil 18c kleineren Durchmessers und der Gehäusebohrung 19 gebildeten Ringraum 25 mit einer Ablaufbohrung 26 verbunden, die zu einem nicht dargestellten Druckmittelbehälter führt. Der Ringraum 25 kann bei Ausfall der Druckmittelquelle mit der Druckkammer 9 in Strömungsverbindung gebracht werden, ist jedoch bei normal arbeitender Druckmittelquelle gegenüber der Druckkammer 9 abgesperrt, und zwar mittels der Schulter 13c des Ventilsitzes 13 sowie des O-Ringes 12, wobei diese Teile als Dichtungsglieder dienen.

An dem innerhalb der Zwischenkammer 20 angeordneten rechten Ende des Ventilstößels 16 ist ein Ventilschließkörper 16c gebildet, während in dem vorstehenden Teil 18t/ des Betätigungsgliedes 18 ein elastischer Ventilsitz 27 vorgesehen ist. Der Ventilschließkörper 16c und der Ventilsitz 27 können mittels dss Betätigungsgliedes 18 miteinander in Berührung gebracht oder voneinander gelöst werden, wodurch auf diese Weise ein zweites, normalerweise geöffnetes Ventil 27, 16c geschaffen ist, das die axiale Bohrung 24 des Betätigungsgliedes 18 schließt oder offen hält und damit die Verbindung Arbeitskammer 6 — Ablaufbohrung 26 steuert.

Der beschriebene Bremskraftverstärker funktioniert folgendermaßen:

Wenn das Bremspedal betätigt und dadurch der hydraulische Bremskraftverstärker aus seiner in der Zeichnung dargestellten Ruhestellung in die Betriebsstellung gebracht wird, wird das Betätigungsglied 18 nach links verschoben und dadurch der Ventilsitz 27 in Eingriff mit dem Ventilschließkörper 16c des Ventilstößels 16 gebracht, so daß das zweite, normalerweise geöffnete Ventil 27, i6cgeschlossen und die Strömungsverbindung zwischen der Arbeitskammer 6 und der Ablaufbohrung 26 unterbrochen wird. Durch die weiterhin nach links erfolgende Bewegung des Betätigungsgliedes 18 wird auch der Ventilstößel 16 nach links bewegt, wodurch der Ventilschließkörper 166 vom Ventilsitz 13a des Ventilsitzteiles 13 gelöst wird und aufgrund des nunmehr geöffneten ersten Ventils 13a, 1S6 die Druckkammer 9 über die Zwischenkammer 20 mit der Arbeitskammer 6 verbunden ist. Es wird daher von dem axialen Durchlaß 23 des Ventilstößels 16 und der Führungsbohrung 15 der Stange 14 Druckmittel in die Arbeitskammer 6 eingeleitet, so daß der Arbeitskolben 5 nach links bewegt und hierdurch auch der Kolben 8 des Hauptbremszylinders 3 in derselben Richtung betätigt wird. Auf diese Weise wird der Bremsvorgang durchgeführt.

Da das Betätigungsglied 18 während des Bremsvorganges in seinem den Druck aufnehmenden Teil den Druc!: der Arbeitskammer 6 aufnimmt, spürt der Fahrer über das Betätigungsglied 18 auch eine entsprechende Reaktionskraft. Wenn diese während des Bremsvorganges etwas größer wird als die vom Fahrer auf das Betätigungsglied 18 aufgebrachte Betätigungskraft, wird das Betätigungsglied 18 etwas nach rückwärts (nach rechts) bewegt. Dadurch wird auch der Veiiiilsiö-

ßel 16 unter der Wirkung des Druckes und der Feder 17 nach rückwärts bewegt, so daß sich der Ventilschließkörper 166 genau auf den Ventilsitz 13a aufsetzt und hierdurch aufgrund des nunmehr geschlossenen ersten Ventils 13a, 16Δ> die Strömungsverbindung zwischen der Druckkammer 9 und der Zwischenkammer 20 bzw. der Arbeitskammer 6 unterbrochen wird. Dieser Vorgang wird jedoch innerhalb des Bereiches der elastischen Deformation des Ventilsitzes 27 durchgeführt, weswegen auch der Ventilsitz 27 und der Schließkörper 16cdes Ventilstößels 16 in Berührung miteinander bleiben.

Wenn das Bremspedal losgelassen wird, wird das Betätigungsglied 18 unter der Wirkung des Druckes und der Rückholfeder 22 nach rechts gemäß der Zeichnung bewegt, bis die Ringschulter 186 am Anschlag 21 anschlägt. Demgemäß löst sich auch, nachdem sich zuerst das erste Ventil 13a, 166 wieder geschlossen hat, der Ventilsitz 27 vom Schließkörper 16c des Ventilstößels 16, wodurch die Arbeitskammer 6 mit der Ablaufbohrung 26 in Strömungsverbindung gebracht wird. Es wird daher auch der Arbeitskolben 5 nach rückwärts verschoben und dadurch das in der Arbeitskammer 6 enthaltene Druckmittel über die Ablaufbohrung 26 zum Druckmittelbehälter ausgetragen, bis der Arbeitskolben 5 unter der Wirkung der Rückholfeder 7 und einer nicht dargestellten, für den Hauptzylinderkolben 8 vorgesehenen Rückholfeder an das Anschlagteil la anschlägt.

Selbst wenn das Bremspedal abrupt und kräftig betätigt wird, bleibt das Ventilsitzteil 13 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Stellung, da es — bei intakter Druckmittelquelle — an seiner von der Durchmesserabstufung gebildeten Schulter 13c stets vom Druck in der Druckkammer 9 beaufschlagt ist und deswegen nicht nach links verschoben werden kann. Wenn sich demgemäß einmal das vorstehende Teil 18d des Betätigungsgliedes 18 am Ventilsitzteil 13 abstützt, kann das Betätigungsglied 18 nicht mehr weiter nach links bewegt werden. Es besteht daher nicht die Gefahr, daß der Ventilschließkörper 166 in übergroßem Ausmaß vom Ventilsitz 13a abgehoben wird, wodurch gewährleistet ist, daß auch bei abrupter, kräftiger Pedalbetätigung der Öffnungsweg des ersten Ventils 13a, 166 etwa gleich groß wie oder nur geringfügig größer ist als der Öffnungsweg bei allmählicher Bremspedalbetätigunj und somit die Zuordnung zwischen Pedalhub unc hiermit erzeugter Bremskraft unverändert bleibt.

Bei einer Störung oder sogar einem Ausfall dei Druckmittelquelle wird die auf das Bremspeda aufgebrachte Betätigungskraft direkt auf den Hauptzy linderkolben übertragen. Da in diesem Fall der Druck der Druckkammer 9 abgesenkt ist, kann sich da:

Ventilsitzteil 13 in der gleichen Richtung wie dei

IU Ventilstößel 16, nämlich nach links in Ventilöffnungs richtung, bewegen. Wenn daher beim Betätigen de; Bremspedals das Betätigungsglied 18 nach links beweg wird, kommt das vorstehende Teil 18ddes Betätigungs gliedes 18 in Berührung mit dem Ventilsitzteil 13 unc

Ii verschiebt dieses nach links. Darauf kommt auch da« linke Ende 146 der Stange 14, die sich einstückig zusammen mit dem Ventilsitzteil 13 bewegt, zur Anlage an die Bodenwand 5a des Arbeitskolbens 5, wodurch dieser beätigt wird und seinerseits den Hauptzylinder kolben 8 verschiebt.

Wenn das Ventilsitzteil 13 nach links bewegt wird

wird seine Schulter 13c vom O-Ring 12 gelöst, wodurch die Druckkammer 9 direkt über den Ringraum 25 mi der zum Druckmittelbehälter führenden Ablaufbohrung

2^r> 26 in Strömungsverbindung kommt; hierdurch kommen auch die Arbeitskammer 6 und die Zwischenkammer 20 über die Druckkammer 9 in Strömungsverbindung mit der Ablaufbohrung 26. Das innerhalb dieser Kammern 6, 9 und 20 enthaltene Druckmittel übt daher auf die Bewegung des Ventilsitzteiles 13 keinerlei Wirkung aus.

Wenn das Bremspedal losgelassen wird, kehrt der

Arbeitskolben 5 unter der Wirkung der Rückholfeder 7 und der für den Hauptzylinderkolben 8 vorgesehenen Rückholfeder nach rechts in seine Ausgangsstellung zurück, wodurch auch die Stange 14, das Ventilsitzteil 13 und das Betätigungsglied 18 in ihre Ausgangsstellungen zurückverbracht werden.

Bei Ausfall der Druckmittelquelle übt daher das noch in der Druckkammer 9, der Arbeitskammer 6 und der Zwischenkammer 20 enthaltene Druckmittel keinerlei Wirkung auf die Bewegung des Ventilsitzteiles 13 aus, so daß sich das Bremspedal nach wie vor leicht und gleichmäßig betätigen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydraulischer Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem mit einem Hauptbremszylinder verbundenen Verstärkergehäuse, das einen zum Hauptbremszylinder koaxialen und mit diesem gegen die Wirkung einer Rückholfeder kraftschlüssig verbindbaren, in Richtung Hauptzylinderkolben vom Druck in einer Arbeitskammer beaufschlagba- ι ο ren Arbeitskolben, eine mit einer Druckmittelquelle verbundene Druckkammer sowie eine in einer Bohrung des Gehäuses geführtes, mit einer zu einem Druckmittelbehälter führenden Ablaufbohrung versehenes Betätigungsglied enthält, wobei die Verbindung Arbeitskammer-Druckkammer von einem ersten, normalerweise geschlossenen Ventil und die Verbindung Arbeitskammer-Ablaufbohrung von einem zweiten, normalerweise geöffneten Ventil steuerbar ist und die Schließkörper beider Ventile an einem beiden Ventilen gemeinsamen, gegen die Kraft einer Feder durch das Betätigungsglied bewegbaren Ventilstößel vorgesehen sind und wobei ferner der Ventilsitz des ersten Ventils an einem abgedichtet verschieblich im Ventilgehäuse geführten, normalerweise an einer Gehäuseschulter anliegenden Ventilsitzteil vorgesehen ist, dessen eine Stirnfläche in Richtung der Anlage an die Gehäuseschulter vom Druck in der Arbeitskammer beaufschlagt ist und dessen andere Stirnfläche dem Jo in der Ablaufbohrung herrschenden Druck ausgesetzt ist und über das der Arbeitskolben bei Ausfall der Druckmittelquelle durch das Betätigungsglied verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Arbeitskammer (6) zugewandte Stirnfläehe des Ventilsitzteils (13) einen kleineren Durchmesser aufweist als die dem Druck in der Ablaufbohrung (26) ausgesetzte Stirnfläche und daß eine von der Durchmesserabstufung gebildete Schulter (i3c) vom Druck in der Druckkammer (9) beaufschlagt ist.