DE2507588C3 - Hydraulischer Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, dessen Druckkammer über einen Kolbenschieber mit einem an die Druckseite einer Pumpe angeschlossenen Einlaß bzw. einer Rücklaufleitung verbindbar ist und der einen mit einem fedcrbelasteten Kolben versehenen Druckspeicher umfaßt, wobei die Speicherkammer des Druckspeichers über ein zur Speicherkammer hin öffnendes Rückschlagventil mit dem Einlaß verbunden ist und über ein mechanisch bei Ausfall der Pumpe betätigbares Ventil mit der Druckkammer verbindbar ist und wobei ferner über den Einlaß noch ein Servolenkgetriebe mit dem von der Pumpe geförderten Druckmittel versorgt wird.

Bei einem bekannten Bremskraftverstärker dieser Art (DE-OS 21 27 647) besteht die Gefahr, daß infolge von Änderungen der Umgebungstemperatur der Druck in der Speicherkammer auf einen unzulässig hohen Wert ansteigt, so daß es zu einer Überbeanspruchung der Bauteile kommen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftverstärker der oben genannten Art so auszubilden, daß eine unzulässige Druckerhöhung im Speicher vermieden wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Speicherkammer und dem Einlaß ein Entlastungsventil angeordnet ist, das bei einer vorbestimmten Differenz zwischen dem Speicherkammer- *■> druck und dem Einlaßdruck zum Einiaß hin öffnet.

Über das Entlastungsventil wird der Druck in der Speicherkammer verringert. Dabei erfolgt die Rückführung des aus der Speicherkammer abgesteuerten Druckmittels in den Kreislauf und steht für die Druckmittelversorgung des Servolenkgetriebes zur Verfügung. Der Druckabbau zum Einlaß des Bremskraftverstärkers kann deshalb erfolgen, weil am E'nlaß normalerweise ein relativ geringer Druck herrscht, wenn die Bremsen nicht betätigt werden bzw. das Lenkgetriebe nicht in Anspruch genommen wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet. Gemäß dieser Weiterbildung ist das Entlastungsventil innerhalb des Rückschlagventils angeordnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der hydraulischen Anlage eines Kraftfahrzeuges mit einem im Längsschnitt längs der Linie 1 -1 der F i g. 2 dargestellten Bremskraftverstärker.

F i g. 2 den Querschnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1,

Fig. 3 den Längsschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 und

F i g. 4 eine vergrößerte Darstellung des in der F i g. 3 durch uie geschlossene gestrichelte Linie umrissenen Bereiches.

In Fig. 1 ist ein Bremskraftverstärker 10 mit einem Einlaß 12, einem Auslaß 14 und einer Rücklaufleitung 16 gezeigt. Der Einlaß 12 steht mit dem Auslaß 14 bzw. der Hochdruckseite einer Pumpe 18 und der Auslaß mit dem Einlaß bzw. der Hochdruckseite eines Lenkgetriebes 20 in Verbindung. Die Rücklaufleitung 16 steht mit einem Vorratsbehälter in Verbindung, der an dem Auslaß bzw. an der Niederdruckseite der Pumpe 18 angeordnet ist. Der Auslaß bzw. die Niederdruckseite des Lenkgctricbes 20 ist ebenfalls mit diesem Vorralsbehälter verbunden. Der Bremskraftverstärker 10 besitzt ein Gehäuse 22, das in seinem Inneren eine Druckkammer 24 begrenzt. In dem Gehäuse 22 ist ein Kolben 26 verschiebbar angeordnet; ein Ende des Kolbens 26 erstreckt sich in die Druckkammer 24 hinein und ist daher dem in dieser Kammer herrschenden Strömungsmitteldruck ausgesetzt. Eine Stange 28 verbindet das andere Ende des Kolbens 26 mit einem herkömmlichen Hauptbremszylinder (nicht gezeigt), der ^;n der F i g. 1 links von dem Gehäuse 22 des Bremskraftverstärker liegt. Daher wird durch eine Bewegung des Kolbens 26 in der Fig. 1 nach links der Hauptbremszylinder in bekannter Weise betätigt. Eine Rücks'ellfeder 30 druckt den Kolben 26 elastisch nach rechts in die in der F ι g. 1 gezeigte Stellung, in der die Bremsen des Kraftfahr/eu ges gelöst sind.

Ein Kolbenschieber 32 ist in einer abgestuften Bohrung 34 innerhalb des Gehäuses 22 verschiebbar gelagert. Eine Feder 36 drückt einen auf dem Kolbenschieber 32 angeordneten Haltering 38 gegen eine in der Bohrung 34 ausgebildete Schulter 40. wodurch die in der F i g. 1 gezeigte Bremsfreigabestellung des Kolbenschiebers 32 bestimmt ist. Die Bewegung des Kolbenschieber 32 nach links in der F i g. I ist natürlich durch den Anschlag des in der F i g. 1 rechten Endes des Kolbenschieber 32 an einem die Bohrung 34 schließenden Stopfen 42 bestimmt. Dadurch ist diejenige Stellung des Kolbenschiebers 32 bestimmt, in der die Bremsen voll angelegt werden und somit die Druckkammer mit Meximaldruck beaufschlagt wird, wie noch näher erläutert wird. Der Kolbenschieber 32 weist Nuten 44 und 46 und Bunde 48 und 50 ai'f, die mit entsprechenden Nuten 52 und 54 und Bunden 56 und 58 zusammenarbeiten, die auf uer Innenwandung der

Bohrung 34 ausgebildet sind. Die Nut 44 steht mit dem Einlaß 12, die Nut 52 mit dem Auslaß 14 und die Nut 46 mit der Röcklaufleitung 16 in Verbindung. Ein längs verlaufender Kanal 60 und Radialkanäle 62 und 64 sind innerhalb des Kolbenschiebers 32 vorgesehen und verbinden die Nut mit der Druckkamme. 24. Eine Hülse 66 ist verschiebbar auf dem Ende des Kolbenschiebers angeordnet, das sich in die Druckkammer 64 erstreckt, und weist Öffnungen 68 auf. Eine Feder 70 drückt d'.t Hülse 66 elas*isch in der F i g. 1 nach rechts, so daß eine im wesentlichen ungestörte Strömungsmittelverbindung über die Kanäle 64 durch die Öffnungen 68 hergestellt ist Die Feder 70 hält ebenfalls einen ringförmigen Körper 72 auf der Hülse 66, dessen Aufgabe noch näher erläutert werden wird. Die Federkonstante der Feder 70 ist wesentlich größer als die der Feder 36, so daß bei einer Druckbeaufschlagung der Hülse 66 der Kolbenschieber 32 ohne Zusammendrücken der Feder 70 so weit verschoben wird, bis das Ende des Kolbenschiebers 32 auf dem Stopfen 42 aufsitzt.

Der Bremskraftverstärker 10 wird durch eine Betätigungseinrichtung 74 betätigt. Eingangsseitig weist die Betätigungseinrichtung 74 ein Eingangsglied 76 auf, dessen nicht gezeigtes und in der F i g. 1 rechts liegendes Ende mit einem herkömmlichen Bremspedal verbunden ist, das im Fahrgastraum des Fahrzeugs angeordnet ist. Das linke Ende des Eingangsgliedes 76 sitzt verschiebbar in einer Blindbohrung 78 des Kolbens 26. Eine Haltevorrichtung 80 ist verschiebbar auf dem Eingangsglied 76 angeordnet und eine Feder 82 drückt die Haltevorrichtung elastisch gegen einen Anschlagring 84, der auf dem Stellglied montiert ist. Ein erster Schwenkzapfen 86 verbindet das eine Ende eines Hebels 88 mit einem am Kolben 26 befestigten Halter 90. Ein zweiter Schwenkzapfen 92 verbindet das andere Ende des Hebels 88 mit der Hülse 66 und ein dritter Schwenkzapfen 94 verbindet einen zwischen den beiden Enden des Hebels 88 liegenden Punkt mit der von dem stangenförmigen Eingangsglied 76 getragenen Haltevorrichtung 80.

Innerhalb des Bremskraftverstärkers 10 ist cm Druckspeicher 96 für Notfälle vorgesehen. Der Druckspeicher % weist eine Bohrung 98 innerhalb des Gehäuses 22 auf. In der Bohrung 98 ist ein Kolben 100 verschiebbar angeordnet, so daß zwischen dem einen Ende des Kolbens 100 und dem entsprechenden Ende der Bohrung 98 eifiC Speicherkammer 102 gebildet wird und zwischen dem anderen Ende des Kolbens 100 und dem zugeordneten Ende der Bohrung 98 eine zweite Kammer 104 gebildet wird. Eine Feder 106 drückt den Kolben 100 elastisch in die in der Fig. 3 dargestellten Stellung. Ein Kanal 110 steht mit der Speicherkammer 102 in Verbindung. Der Kanal 110 weist eine erste Abzweigung 112, die den Kanal 110 mit dem Einlaß 12 verbindet, und eine zweite Abzweigung 114 auf, die den Kanal 110 mit der Druckkammer 24 verbindet. Ein Ventil 118 in der zweiten Abzweigung 114 neuen die Verbindung zwischen dem Kanal 110 und der Druckkammer 24. Das Ventil 11? weist eine Ventilstange 120 auf, die sich in die \.j_^kammer 24 hinein erstreckt. Wenn die Ventilstange 120 (in den F i g. 3 und 4) nach links gedrückt wird, wird das Ventil 118 geöffnet. so daß eine Strömungsmittelverbindung vom Kanal 110 zur Druckkammer 24 hin besteht. In dor ersten Abzweigung 112 ist ein Rückschlagventil 126 angeordnet. Das Rückschlagventil ist vergrößert in Fig.4 dargestellt. Es hat als Ventilglied einen Kolben 128, der verschiebbar in der ersten Abzweigleitung gelagert ist. In dem Kolben 128 sind in Umfangsrichlung beabstandete und sich axial erstreckende Kanäle 130 vorgesehen, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Einlaß 12 und der Speicherkammer 120 über den Kolben 128 ermöglichen. Ein Umfangsdichtungsring 132 ist auf der einen Stirnfläche 133 (linke Stirnfläche in F i g. 4) des Kolbens 128 angeordnet und Lann auf einer Schulter 134 aufsetzen, die in der ersten Abzweigung 112 ausgebildet ist. Eine Feder 136 drückt den Kolben 128 elastisch gegen die Schulter 134, so daß der in der Speicherkammer 102 des Druckspeichers herrschende Druck sich nicht durch Leckage zum Einlaß 12 hin abbauen kann, wenn der Strömungsmitteldruck in dem Einlaß 12 kleiner ist als der Strömungsmitteldruck in der Speicherkammer 102. Wenn der Strömungsmitteldruck im Einlaß 12 größer ist als der Strömungsmitteldruck in der Speicherkammer 102, wirkt der in dem Einlaß herrschende Strömungsmitteldruck auf die Stirnfläcne 133 des Kolbens 128 ein und drückt diesen in der F i g. 4 nach rechts, so daß Strömungsmittel über die Kanäle 130 und den Kanal 110 in die Speicherkammer 102 eintreten kann. Der Druckpegel liegt im Einlaß 12 nur momentan höher als der Druckpegel in der Speicherkammer 120, da in dem Einlaß 12 ein Rückdruck nur während eines Anlegen der Bremsen oder während eines Betätigen des Lenkgetriebes 20 aufgebaut wird. Zu allen anderen Zeiten läßt die Pumpe 18 Strömungsmittel durch das gesamte System bei einem nur relativ niedrigen Druck zirkulieren. Daher wird die Speicherkammer 102 nur dann geladen, wenn in dem Einlaß 12 ein Druck aufgebaut wird, wobei das Rückschlagventil 126 mit seinem Kolben 128 einen Druckabbau von der Speicherkammer 102 zum Einlaß 12 hin verhindert, worin sich der Strömungsmitteldruck in dem Einlaß auf einem relativ niedrigen Pegel befindet.

Infolge von Änderungen der Umgebungstemperatur kann jedoch der Druck in der Speicherkammer 102 in beachtenswerter Weise infolge der Wärmeausdehnung des Strömungsmittels ansteigen. Um die dadurch hervorgerufenen Gefahren abzubauen, ist in dem Kolben 128 ein Kanal 138 ausgebildet und in dem Kanal 138 ist ein Ventilsitz 140 vorgesehen. Eine Kugel 142 wird durch eins Feder 144 in Anlage an den Sitz 140 gedrückt, der hinreichend groß ist, um die Kugel so lange auf dem Ventilsitz zu halten, bis die Druckdifferenz über die Kugel 142 einen vorgegebenen gefährlichen hohen Pegel erreicht. Wird dieser Druckpegel erreicht, hebt die Kugel 142 von dem Ventilsitz ab. um die Speicherkammer 102 zum Einlaß 12 hin zu entlasten, in welchem — wie oben dargelegt — normalerweise ein relativ niedriger Druck herrscht, wenn nicht die Bremsen betätigt werden oder gerade das Scrvolenkgetriebe 20 während eines Lenkmanövers benötigt wird. Darüber hinaus ist der in der Speicherkammer 102 zugelassene Höchstdruck normalerweise größer als der normalerweise von der Pumpe 18 aufgebaute Höchstdruck.

Der vorstehend beschriebene Bremskraftverstärker arbeitet wie folgt: Die verschiedenen Baugruppen des Bremskraftverstärkers 10 sind in den I i g. 1 bis 4 in den Positionen gezeigt, in denen die Bremsen des Fahrzeuges gelöst sind und in denen der Druckspeicher % vollständig entlastet ist. In dieser Stellung besteht eine im wesentlichen ungestörte Strömungsmittelverbindung zwischen den Nuten 44 und 52, so daß der gesamte Strömungsmittelausstoß der Pumpe 18 durch das hydraulische System zirkulieren kann. Die Nut 54 steht

in Verbindung mit der Nut 46, so daß die Druckkammer 24 über die Kanäle 68, 64, 60 und 62, über die Nuten 54 und 46 und über die Rücklaufleitung 16 mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Daher kann die Feder 30 den Kolben 26 in die in Fig. 1 gezeigte Bremslöseslellung drücken. Bei Betätigung der Bremsen wird das stangenförmige Eingangsglied 76 durch den Fahrzeuglenker in F i g. 1 nach links gedrückt; da die Feder 82 die Haltevorrichtung 80 in Anlage an dem Anschlagring 84 hält, führt eine Bewegung des Eingangsgliedes 76 nach links zu einem Schwenken des Hebels 88 um den ersten Schwenkzapfen 86, so daß der Kolbenschieber 32 in Fig. 1 nach links gedrückt wird. Da die Feder 70 stärker ist als die Feder 36 wird normalerweise eine Relativbewegung zwischen der Hülse fifi und dem Kolbenschieber 32 verhindert. Durch die Bewegung des Kolbenschiebers 32 nach links kommt zuerst der Bund 50 in Anlage an den Bund 58, so daß die Strömungsmillelverbindung zwischen den Nuten 54 und 56 unterbrochen und damit die Druckkammer 24 von der Rückaufleitung abgetrennt wird. Danach entfernt sich der Bund 50 von dem Bund 56, so daß eine Verbindung zwischen den Nuten 44 und 54 möglich wird. Die Größe des Spaltes zwischen den Bunden 48 und 56 ist dann wesentlich verkleinert, so daß der Strömungsmittelfluß zwischen den Nuten 54 und 52 derart beschränkt ist, daß sich in der Nut 56 ein Druck aufbaut, der über die Nut 54 und die Kanäle 60, 62, 64 und 68 der Druckkammer 24 zugeführt wird. Der in der Druckkammer 24 herrschende Druck wirkt auf das rechte Ende des Kolbens 26 ein und verschiebt diesen in Fig. 1 nach links, so daß die Bremsen in üblicher Weise angelegt werden. Wenn der Fahrer die Bremsen löst, stellen die Federn 30 und 36 den Kolben 26 und den Kolbenschieber 32 in die Bremsfreigabestellungen zurück, in denen sie in F i g. 1 und 3 gezeigt sind.

Obwohl normalerweise der Förderdruck der Pumpe 18 für die Betätigung der Fahrzeugbremsen benutzt wird, gibt es Zustände, in denen diese Druckquelle für die benötigte Bremsbetätigung nicht zur Verfügung steht. Z. B. könnte der Motor aussetzen, wenn das Fahrzeug bergab fährt, so daß gerade kein Druck am Ausgang der Pumpe 18 zur Verfugung steht, wenn dieser Druck zum Anhalten des Fahrzeuges am meisten benötigt wird. Genauso können andere Störungen verhindern, daß der Förderdruck der Pumpe 18 die Druckkammer 24 erreicht, wenn ein Bremsvorgang von dem Fahrzeuglenker eingeleitet wird. Um für einen solchen Notfall gerüstet zu sein, ist der Druckspeicher 96 vorgesehen. Der Druckspeicher wird normalerweise von dem Förderdruck der Pumpe 18 geladen, wenn diese normal arbeitet, so daß bei einem Ausfall der Pumpe der Druck des Druckspeichers für den Bremsvorgang zur Verfügung steht.

Bei Betätigung des Lenkgelriebes 20 wird ein Rückdruck im Einlaß 12 und im Auslaß 14 des Bremskraftverstärkers 10 aufgebaut. Der sich im Einlaß 12 aufbauende Rückdruck wird über die erste Abzweigung 12 und den Kanal 110 in die Speicherkammer 102 geleitet. Der in die Speicherkammer 102 eingeleitete Strömungsmitteldruck drückt den Kolben

ι" 110 in Fig.3 nach links entgegen der Kraft der Feder 106, so daß eine Strömungsmilteldruckreserve in der Kammer 102 gespeichert wird. Um Schäden an den Bauteilen des Bremskraftverstärkers zu verhindern, hebt die den Ventilkörper des Entlastungsventil bildende Kugel 142 sich von ihrem Sitz 140 ab, wenn in der Speicherkammer 102 ein vorgegebener hoher Druckpegel erreicht wird, so daß bei Bremslösebedingungen der überschüssige Strömungsmitteldruck zum Einlaß 12 hin abgebaut wird. Wenn infolge eines der vorstehend beschriebenen Ausfälle es keine Strömungsmittelverbindung zwischen der Pumpe 18 und der Druckkammer 24 bei Bremsbetätigung mehr gibt, wird der Kolbenschieber 32 daher zuerst um seine gesamte Hublänge verschoben, bis sein eines Ende auf dem Stopfen 42 aufsitzt. Danach wird bei einer weiteren Verschiebung des Eingangsgliedes 76 die Hülse 66 relativ zum Kolbenschieber 32 verschoben, so daß die Kanäle 68 von den Kanälen 64 abgezogen werden, um die Verbindung zu der Druckkammer 24 hin aufzuhe-

JO ben. Danach greift der ringförmige Körper 72 an der Ventilstange 120 an und drückt diese zum Öffnen des Ventils 118 nach links in Fig. 3. Daher wird der in der Speicherkammer 102 herrschende Strömungsmitteldruck über den Kanal 110 und die erste Abzweigung 114 in die Druckkammer 24 eingeleitet, so daß dieser Strömungsmitteldruck den Kolben 26 in der Druckkammer 24 auf normale Weise betätigen kann, wie dies bereits vorstehend beschrieben worden ist. Der Bremskraftverstärker kann daher mehrere Male mittels des in der Speicherkammer 102 gespeicherten Strömungsmitteldrucks betätigt werden. Natürlich wird der Strömungsmittelinhalt der Speicherkammer 102 schließlich abgebaut sein; dann muß die Bremse allein mit Muskelkraft betätigt werden. Hierbei wird das Stellglied 76 weiter nach links verschoben und die Feder 82 zusammengedrückt, so daß der Anschlag 84 von der Haltevorrichtung 80 weg bewegt wird und das linke Ende des stangenförmigen Eingangsgliedes 76 an das Ende der Blindbohrung 78 in Anlage kommt und dadurch eine mechanische Verbindung zwischen dem Kolben 26 und dem in dem Fahrgastraum des Fahrzeuges angeordneten Bremspedal hergesieiii wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, dessen Druckkammer über einen Kolbenschieber mit einem an die Druckseite einer Pumpe angeschlossenen Einlaß bzvv. einer Rücklaufleitung verbindbar ist und der einen mit einem federbelasteten Kolben versehenen Druckspeicher umfaßt, wobei die Speicherkammer des Druckspeichers über ein zur Speicherkammer hin öffnendes Rückschlagventil mit dem Einlaß verbunden ist und über ein mechanisch bei Ausfall der Pumpe betätigbares Ventil mit der Druckkammer verbindbar ist und wobei ferner über den Einlaß noch ein Servolenkgetriebe mit dem von der Pumpe geförderten '5 Druckmittel versorgt wird, daduroh gekennzeichnet, daß zwischen der Speicherkammer •(102) und dem Einlaß (12) ein Entlastungsventil (140, 142) angeordnet ist, das bei einer vorbestimmten Differenz zwischen dem Speicherkammerdruck und dem Einlaßdruck zum Einlaß hin öffnet.

2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (140) des Entlastungsventils mittels einer Feder (144) in Anlage an eine mit dem Kanal zur Speicherkammer in Verbindung stehende, einen Ventilsitz (140) bildende Öffnung gedrückt ist, die in dem als Kolben (128) ausgebildeten Ventilglied des Rückschlagventils (126) vorgesehen ist, und daß der Kolben (128) des Rückschlagventils mittels einer bezüglich der Feder des Entlastungsventils gegensinnig wirkenden Feder (136) in Anlage an eine mit dem Einlaß (12) in Verbindung stehende Öffnung gedrückt ist.

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