DE2519836C2

DE2519836C2 - Hydraulischer Bremskraftverstärker

Info

Publication number: DE2519836C2
Application number: DE19752519836
Authority: DE
Inventors: Juan 6083 Walldorf Belart
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1975-05-03
Filing date: 1975-05-03
Publication date: 1985-06-27
Also published as: DE2519836A1

Description

ίο Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Bremskraftverstärker, insbesondere zur Betätigung von Radbremsen in Kraftfahrzeugbremsanlagen, bei dem ein Kolben dichtend verschiebbar in einer Bohrung angeordnet ist und mit einer Stirnfläche einen mit einem ersten Bremskreis verbundenen Druckraum und mit einer weiteren Stirnfläche einen Verstärkerraum begrenzt, bei dem in den Verstärkerraum ein Bremspedalstößel ragt, durch aen der Kolben und ein Ventilschieber betätigbar ist, bei dem durch den Ventilschieber Druckmittel einer Druckmittelquelle in den Verstärkerraum einsteuerbar ist, durch das der Kolben in Betätigungsrichtung beaufschlagbar ist, bei dem der Ventilschieber in einer Steuerhülse geführt ist, die in einer weiteren Bohrung vom Druck im Verstärkerraum gegen eine Simulatorfeder in Betätigungsrichtung des Ventilschiebers verschiebbar ist, und bei dem der Ventilschieber mit dem Bremspedalstößel direkt verschiebbar ist.

Eine Vorrichtung mit den vorstehenden Merkmalen ist aus der DE-OS 23 43 882 bekannt. Bei dem bekannten Bremsgerät muß bei einem Ausfall der Druckmittelquelle der Steuerschieber einen gewissen Weg ausführen, bis er in eine mechanische Verbindung mit dem Hauptzylinderkolben tritt. In Abhängigkeit von der gewählten Pedalübersetzung kann dies einen mehr oder weniger großen Pedalleerweg zur Folge haben, bevor eine Bremswirkung eintritt.

Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, einen Bremskraftverstärker der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß bei einem Ausfall der Druckmittelquelle der Druckraum ohne Pedalverlust unter Druck setzbar ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verbindung zwischen dem Bremspedalstößel +und dem Ventilschieber aus einer auf dem Bremspedalstößel verschiebbar angeordneten hutförmigen Hülse besteht, die in Richtung des Kolbens durch eine Feder in Anlage an einem Anschlag des Bremspedalstößels gehalten ist und einen seitlichen Fortsatz hat, der mit dem zum Kolben achsparallel angeordneten Ventilschieber verbunden ist, und daß durch die hutförmige Hülse ein Stößel geführt ist, durch den der Kolben am Bremspedalstößel abstützbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Bremsgerätes wird erreicht, daß sich die Steuerhülse bei zunehmendem Druck im Verstärkerraum in Betätigungsrichtung verschiebt. Dieser Verschiebeweg der Steuerhülse ist direkt proportional zum Druck im Verstärkerraum. Der Kolben wird dabei vom Druck im Verstärkerraum verschoben und wirkt in der Art eines Schwimmkolbens. Daher isi bei vorhandener Hilfskraft der aufgebaute Druck völlig unabhängig vom Schluckvolumen des an den Druckraum angeschlossenen ersten Bremskreises. Die Kraft-Weg-Kennlinie am Bremspedal ist damit völlig unabhängig von der Stellung des Kolbens und ändert sich auch bei einem Ausfall des an dem Druckraum angeschlossenen ersten Bremskreises nicht.

Die Vorteile dieser Ausgestaltung der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß bei einem Ausfall der Hilfskraft der Kolben direkt vom Bremspedalstößel verschoben werden kann, ohne daß dazu oie Steuerhülse unter Überwindung des Widerstandes der Simulatorfeder verschoben werden müßte. Weiterhin kann die Simulatorfeder relativ schwach ausgebildet werden, ohne daß damit der Durchmesser der Steuerhülse beschränkt wäre. Durch die Anordnung des Ringkolhens ist die Steu-:rhülse bei Bremsbetätigung völlig frei von Rückstellkräften.

Durch die um den Bremspedalstößel verschiebbar angeordnete Hülse ist auf einfache Weise der maximal in den Steuerraum einsteuerbare Druck begrenzt ohne daß dies bei Ausfall der Hilfskraft zu Nachteilen führen würde.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Bremsktaftverstärkers ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben ist. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Gehäuse 1, in dem zwei Bohrungen 2 und 3 achsparallel angeordnet sind. In der Bohrung 2 ist dichtend verschiebbar ein Kolben 3 angeordnet, der einen Druckraum 4 begrenzt, welcher über einen Anschluß 5 mit einem nicht dargestellten ersten Bremskreis verbunden ist. Der Kolben 3 wird im Druckraum 4 von einer Rückstellfeder 6 kraftbeaufschlagt, die sich einerseits am Boden der Bohrung 2 und andererseits am Kolben 3 abstützt. Durch die Rückstellfeder 6 wird der Kolben 3 im nicht betätigten Zustand des Bremskraftverstärker: in Anlage an einem Stößel 7 gehalten, der sich in einem Verstärkerraum 10 zwischen dem Kolben 3 und einem Bremspedalstößel 8 abstützt. Der Stößel 7 greift dabei in entsprechende Ausnehmungen des Kolbens 3 und des Bremspedalstößels 8 ein. Der Bremspedalstößel 8 ist durch eine Öffnung 9 aus dem Gehäuse 1 herausgeführt und dort mit einem Bremspedal 11 verbunden. Dieser bisher beschriebene Teil des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers entspricht prinzipiell einem konventionellen einkreisigen Hauptzylinder.

Zwischen der Öffnung 9 und dem Bremspedalstößel 8 ist eine Hülse 12 angeordnet, die sowohl auf dem Bremspedalstößel 8 als auch in der Öffnung 9 dichtend verschiebbar ist. Die Hülse 12 weist an ihrem dem Verstärkerraum zugewandten Ende eine Abstufung 13 auf, wodurch sie am Herausgleiten aus der Öffnung 9 in Richtung des Bremspedales 11 gehindert ist, indem diese Abstufung 13 am Gehäuse anschlägt. Der Bremspedalstößel 8 weist an seinem dem Bremspedal 11 zugewandten Ende ebenfalls eine sich radial nach außen erstrekkende Abstufung 14 auf, deren Durchmesser geringer als der Durchmesser der Öffnung 9 ist, durch die der Bremspedalstößel 8 nach einem bestimmten Verschiebeweg in Betätigungsrichtung kraftschlüssig mit der Hülse 12 verbunden ist. Im Verstärkerraum 10 ist verschiebbar auf dem Bremspedalstößel 8 eine hutförmige Hülse 15 angeordnet, die durch eine Feder 16 in Anlage an einem Anschlag 17 des Bremspedalstößels 8 gehalten ist. Die Hülse ί5 hat einen seitlichen Fortsatz 18, der sich in Richtung der bohrung 3 erstreckt.

In der Bohrung 3 ist dichtend verschiebbar eine Steuerhülse 19 angeordnet. Vom Boden der Bohrung 3 erstreckt sich ein rohrförmiger Dorn 20, der von einem Ende der Steutfrhülse 19 dicht umschlossen wird. Der Dorn 20 ragt dabei in einen Hohlraum 21 der Steuerhülse 19, in dem ftine Simulatorfeder 22 angeordnet ist, welche aus einem Paket von Tellerfedern besteht. Diese Tellerfedern sind auf einem Führungsbolzen 23 angeordnet welcher in den rohrförmigen Dorn 20 ragt Das gesamte als Simulatorfeder bezeichnete Tellerfederpaket stützt sich einerseits auf dem Dorn 20 und andererseits im Inneren der Steuerhülse 19 ab. Von dem den Dorn 20 umschließenden Teil der Steuerhülse 19 wird ein Ringraum 24 begrenzt der andererseits von einem den Dorn 20 umschließenden Ringkoloen 25 begrenzt ist Der Ringkolben 25 ist in der Bohrung 3 und auf dem

ίο Dorn 20 dichtend verschiebbar angeordnet und begrenzt seinerseits einen vom Boden der Bohrung 3 abgeschlossenen Federraum, der durch den Dorn 20 mit dem Raum 21 der Steuerhülse 19 verbunden ist. In diesem Federraum 27 ist eine Rückstellfeder 26 angeordnet die den Ringkolben 25 entgegen der Betätigungsrichtung des Bremspedalstößels 8 kraftbeaufschlagt und die gesamte Steuerhülse in Ruhestellung des Bremsgerätes an einem gehäusefesten Anschlag 28 hält.

Die Steuerhülse 19 hat an ihrem Außenumfang Nuten 29 und 30, die jeweils durch Dichtungen gegeneinander abgedichtet sind. Der Ringraum 29 ist über einen Anschluß 31 mit einem nicht dargestellten Rücklaufbehälter verbunden. Der Ringraum 30 ist über einen Anschluß 32 an eine ebenfalls nicht dargestellte Druckmittelquelle angeschlossen.

In dem dem Bremspedalstöße! 8 zugewandten Teil der Steuerhülse IS ist eine Steuerbohrung 33 vorgesehen, in der ein Steuerschieber 34 verschiebbar angeordnet ist. Der Steuerschieber 34 ist mit dem seitlichen Fortsatz 18 de>- hutförmigen Hülse 15 mechanisch fest verbunden. Der Steuerschieber 34 hat desweiteren Kanäle, die so angeordnet sind, daß je nach Stellung des Steuerschiebers 34 zur Steuerhülse 19 der Verstärkerraum 10 mit dem Ringraum 29 oder dem Ringraum 30 verbunden ist. In einer Mittelstellung ist der Verstärkerraum 10 verschlossen.

Der Verstärkerraum 10 ist über einen Kanal 35 mit dem Ringraum 24 verbunden. An den Ringraum 24 ist über einen Anschluß 36 ein zweiter Bremskreis ange schlossen.

Das erfindungsgemäße Bremsgerät arbeitet wie folgt:

Bei einer Betätigung des Bremspedalstößels 8 wird

durch die Wirkung der Feder 16 auch die hutförmige Hülse 15 und mit ihr der Steuerschieber 34 verschoben.

Es wird somit Druckmittel in den Verstärkerraum 10 eingesteuert. Durch den sich im Verstärkerraum 10 aufbauenden Druck wird entsprechend der Querschnittsfläche des Bremspedalstößels 8 eine Rückwirkungskraft auf das Bremspedal 11 ausgeübt. Gleichzeitig wird die dem Verstärkerraum 10 zugewandte Stirnfläche des Kolbens 3 beaufschlagt, so daß sich dieser vom Stößel 7 entfernt und sich schwimmend in der Bohrung 2 bewegt, so daß im Druckraum 4 ebenfalls Druck aufgebaut wird. Durch den sich im Verstärkerraum 10 aufbauenden Druck ist auch die Steuerhülse 19 beidseitig beaufschlagt. Da ihre Beaufschlagungsfläche in Betätigungsrichtung jedoch größer als entgegengerichtet ist, wird sie sich proportional zum aufgebauten Druck in Betätigungsrichtung entgegen der Simulatorfeder 22 verschieben. Dc Ringkolben 25 ist bereits bei Beginn des Druckaufbaus im Verstärkerraum 10 und dem damit verbundenen Ringraum 24 in seine linke Endstellung entgegen der Wirkung der Feder 26 verschoben worden.

Bei normaler Funktion, das heißt, bei vorhandener Fremdkraft wird also der an den Anschluß 36 angeschlossene Bremskreis direkt vom Druck aus dem Verstärkerraum 10 beaufschlagt während der an den An-

Schluß 5 angeschlossene Bremskreis über den bei normaler Funktion schwimmenden Kolben 3 aus dem Druckraum 4 druckbeaufschlagt wird. Es wird dabei stets in den Verstärkerraum 10 ein Druck eingesteuert, der dem Verschiebeweg des Bremspedalstößels 8 proportional ist, unabhängig davon, wie weit der Kolben J sich vom Stößel 7 entfernt, welcher durch die hutförmige Hülse 15 koaxial zum sich entfernenden Kolben 3 geführt ist.

Betrachtet man nun den Fall, daß der an den Druckraum 4 angeschlossene Bremskreis ausfällt, so zeigt sich, daß in den Verstärkerraum 10 nach wie vor in gleicher Weise Druckmittel eingesteuert und dort Druck aufgebaut wird. Da in diesem Fall dem Kolben 3 eine Gegenkraft aus dem Druckraum 4 nicht entgegensteht, wird er sich bis in seine linke Endstellung verschieben. Die Funktion der übrigen Teile des Bremsgerätes bleibt dabei völlig unberührt, da die Einsteuerung des Druckmittels in den Verstärkerraum 10 ohnehin unabhängig von der Stellung des Kolbens 3 erfolgt.

Falls der an den Anschluß 36 angeschlossene Brems kreis oder die an den Anschluß 32 angeschlossene Druckmittelquelle ausfallt, kann in den Verstärkerraum 10 kein Druckmittel eingesteuert werden. In diesem Fall ist jedoch eine direkte mechanische Betätigung des KoI-bens 3 vorgesehen. Der Kolben 3 stützt sich in Ruhestellung über den Stößel 7 am Bremspedalstößel 8 ab. Bei einer Betätigung des Bremspedalstößels 8, bei der infolge des obengenannten Defektes kein Druckmittel in den Verstärkerraum 10 eingesteuert wird, wird der Kolben 3 direkt vom Bremspedalstößel 8 über den Stößel 7 verschoben. Dabei wird gleichzeitig der Steuerschieber 34 in Steuersteilung gebracht, was jedoch aufgrund des Defektes wirkungslos bleibt. 1st dieser Punkt erreicht, so bietet der Steuerschieber 34 der hutförmigen Hülse 15 eine Gegenkraft, die deren weitere Verschiebung verhindert. Die hutförmige Hülse 15 wird sich daher auf dem Bremspedalstößel 8 verschieben, wobei die Feder 16 zusammengedrückt wird. Diese ist jedoch so schwach dimensioniert, daß sie lediglich vom Bremspedalstößel 8 auf die Hülse 15 eine Kraft zu übertragen vermag, die ausreichend ist, den Steuerschieber 34 in der Steuerbohrung 33 zu verschieben. Es wird damit also keine nennenswerte Gegenkraft auf den Bremspedalstößel 8 übertragen, so daß nahezu die gesamte Betätigungskraft des Fahrers zur Verschiebung des Kolbens 3 zur Verfügung steht.

Der Kolben 3 kann dabei in seinem Durchmesser so ausgelegt sein, daß bei einer direkten mechanischen Notbetätigung der gesamte zur Verfügung stehende Pedaiweg ausgenutzt wird, um einen möglichst hohen Druck im Druckraum 4 aufzubauen. Diese Auslegung ist deshalb möglich, weil bei einer normalen Betätigung mit Fremdkraft der Betätigungsweg des Bremspedalstößels S einzig und allein von der Verschiebung der Steuerhülse 19 bestimmt wird.

Die um den Bremspedalstößel 8 angeordnete Hülse 12 hat dabei noch die besondere Aufgabe zu verhindern, daß bei intaktem Bremsgerät durch übermäßige Betätigungskräfte am Bremspedal 11 ein das Bremssystem gefährdender hoher Druck aufgebaut werden kann. Der Querschnitt des Bremspedalstößels 8 ist in der Regel so ausgelegt, daß mit normalen Betätigungskräften in den Verstärkerraum 10 ein für eine Vollbremsung auf trokkener griffiger Fahrbahn ausreichender Druck eingesteuert werden kann. Bei Schockreaktionen der Fahrer wird jedoch in vielen Fällen eine weit über das normale Maß hinausgehende Betätigungskraft aufgebracht. Dies würde ohne die Hülse 12 dazu führen, daß ein entsprechend hoher Druck in den Verstärkerraum 10 eingesteuert würde, welcher zu Schäden am Bremssystem führen könnte. Die Hülse 12 wird nun bei normaler Funktion des Bremsgerätes von dem in den Verstärkerraum 10 eingesteuerten Druck in der gezeichneten Stellung gehalten. Es wird damit der Betätigungsweg des Bremspedalstößels, der ja für den eingesteuerten Druck im Verstärkerraum 10 maßgebend ist, auf ein bestimmtes Maß begrenzt. Ist dieser Betätigungsweg erreicht, so kommt der Bremspedalstößel 8 in Anlage an die Hülse 12 und müßte zur weiteren Betätigung diese mitverschieben. Damit wären durch die somit vergrößerte Querschnittsfläche ganz erheblich höhere Kräfte erforderlich, die auch bei Schockreaktionen vom Fahrer nicht aufzubringen sind. Bei einem Ausfall des Druckes im Verstärkerraum 10 jedoch entfällt die die Hülse 12 in Ruhestellung haltende Kraft, so daß die Hülse 12 ohne Gegenkraft vom Bremspedalstößel 8 in Betätigungsrichtung verschoben werden kann. Damit wirkt sich die Hülse 12 bei einer Notbetätigung des Kolbens 3 nicht störend aus, und es kann in diesem Fall der volle Pedalweg zur Notbetätigung ausgenutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Bremskraftverstärker, insbesondere zur Betätigung von Radbremsen in Kraftfahrzeugbremsanlagen, bei dem ein Kolben dichtend verschiebbar in einer Bohrung angeordnet ist und mit einer Stirnfläche einen mit einem ersten Bremskreis verbundenen Druckraum und mit einer weiteren Stirnfläche einen Verstärkerraum begrenzt, bei dem in den Verstärkerraum ein Bremspedalstößel ragt, durch den der Kolben und ein Ventilschieber betätigbar ist, bei dem durch den Ventilschieber Druckmittel einer Druckmittelquelle in den Verstärkerraum einer Druckmittelquelle in den Verstärkerraum einsteuerbar ist, durch das der Kolben >n Betätigungsrichtung beaufschlagba^r ist, bei dem der Ventilschieber in einer Steuerhülse geführt ist, die in einer weiteren Bohrung vom Druck im Verstärkerraum gegen eine Simulatorfeder in Betätigungsrichtung des Ventilschiebers verschiebbar ist, und bei dem der Ventilschieber mit dem Bremspedalstößel direkt verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (15, 16, 18) zwischen dem Bremspedalstößel (8) und dem Ventilschieber (34) aus einer auf dem Bremspedalstößel (8) verschiebbar angeordneten hutförmigen Hülse (15) besteht, die in Richtung des Kolbens (3) durch eine Feder (16) in Anlage an einem Anschlag (17) des Bremspedalstößels (8) gehalten ist und einen seitlichen Fortsatz (18) hat, der mit dem zum Kolben (3) achsparallel angeordneten Ventilschieber (34) verbunden ist, und daß durch die hutförmige Hülse (15) ein Stößel geführt ist, durch den der Kolben (3) am Bremspedalstößel (8) abstützbar ist.

2. Hydraulischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (34) in der zweiten Bohrung (3) beidseitig vom Druck des Verstärkerraums (10) beaufschlagbar ist, wobei die Beaufschlagungsfläche in Betätigungsrichtung größer ist als die entgegengerichtete Beaufschlagungsfläche.

3. Hydraulischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bohrung (3) einen vom Boden zentrisch hervorragenden Dorn (20) hat. der von der Steuerhülse (19) umschlossen ist, wobei ein damit in der Bohrung begrenzter Ringraum (24) mit dem Verstärkerraum (10) über einen Kanal (35) verbunden ist, und daß die Simulatorfeder (22) in einem drucklosen Hohlraum (21) der Steuerhülse (19) am Dorn (20) entgegen der Betätigungsrichtung abgestützt ist.

4. Hydraulischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ringraum (24) durch einen Ringkolben (25) ein Federraum (27) abgeteilt ist, wobei der Ringkolben (25) durch eine Rückstellfeder (26) entgegen der Betätigungsrichtung auf die Steuerhülse (19) gedrückt ist und diese in Ruhestellung an einem gehäusefesten Anschlag (28) hält, und daß der Federraum durch einen Kanal im Dorn (20) mit dem drucklosen Hohlraum (21) der Steuerhülse (19) verbunden ist.

5. Hydraulischer Bremskraftverstärker nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremspedalstößel (8) dichtend verschiebbar durch eine Hülse (12) in den Verstärkerraum (10) geführt ist, und das diese Hülse (12) ihrerseits in einer zum Kolben (3) koaxial angeordneten Öffnung (9) des Gehäuses (1) dichtend beweglich und vom Druck im Verstärkerraum (10) bis an einen Anschlag (13) verschiebbar ist, und daß der Brenispedalstößel (8) nach einem bestimmten Bet-ätigungsweg kraftschlüssig mit der Hülse (12) verbunden ist.