DE2737300A1 - Hydraulischer bremskraftverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Bremskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekannte hydraulische Bremskraftverstärker weisen üblicherweise ein Gehäuse auf, in dem eine Druckkammer ausgebildet ist. Die letztere ist mit einer unter hohem Druck stehenden Druckmittelquelle bzw. einem unter niederem Druck stehenden Behälter verbindbar, je nachdem, wie das Bremspedal steht. Die Verbindung zwischen der Druckkammer und der Druckmittelquelle bzw. dem unter niederem Druck stehenden Behälter wird durch einen Ventilschieber gesteuert, der verschiebbar in einer Bohrung des Gehäuses angeordnet ist. Der Ventilschieber weist Bunde und Nuten auf,die mit Bunden und Nuten zusammenarbeiten, die in der Bohrung des Gehäuses ausgebildet sind und so angeordnet sind, daß bei entlasteter Bremse von der hydraulischen Druckmittelquelle bereitgestelltes Druckmittel zu dem Lenkhilfenmotor geführt wird und die Druckkammer mit der Druckentlastungsöffnung in Verbindung steht, die ihrerseits mit dem Niederdruckbehälter verbunden ist. Beim Anlegen der Bremse wird der Ventilschieber verschoben und drosselt nun das Strömen von Druckmittel von der mit der Druckmittelquelle verbundenen Einlaßöffnung zu der mit dem Lenkhilfenmotor verbundenen Auslaßöffnung. Hierdurch wird der Druck des von der Druckmittelquelle angegebenen Druckmittels erhöht. Zugleich wird eine Verbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Druckkammer des Bremskraftverstärkers hergestellt, so daß die Druckkammer zur Bremskraftverstärkung mit hohem Druck beaufschlagt ist.

Da der Bund so geformt ist, daß die Verbindung zwischen der Ein-

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laßöffnung und der Druckkammer steuerbar ist, wenn der Ventilschieber aus der der entlasteten Bremse entsprechenden Stellung herausbewegt wird, kann der Bund nicht ohne weiteres so abgedichtet werden, daß ein Durchlecken von Druckmittel aus der Einlaßöffnung zur Druckentlastungsöffnung oder zur Druckkammer unterbunden ist. Bei dem Durchlecken von Druckmittel an dem Bund vorbei werden folglich von dem Druckmittel mitgetragene Partikel in Berührung zum Bund gebracht. Da der Bund in enger Gleitpassung mit einem entsprechenden Bund des Gehäuses zusammenarbeitet, können sich von dem durchleckenden Druckmittel getragene große Partikel zwische_n diesen Bunden verkeilen, so daß bei Betätigung des Ventilschiebers durch die Bedienungsperson der Ventilschieber am Gehäuse hängenbleibt und ein normales Arbeiten des Ventiles verhindert wird, wenn das Druckmittel übermäßig verunreinigt ist.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Bremskraftverstärker mit einem Ventilschieber, der verschiebbar in einer Bohrung des Gehäuses angeordnet ist und mit dem Gehäuse zusammenarbeitet, geschaffen werden, bei dem der oben geschilderte Nachteil ausgeräumt ist.

Diese Aufgabe ist ausgehend von einem hydraulischen Bremskraftverstärker nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 gelöst mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines AusfUhrungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Ansicht einer hydraulischen Bremsanlage eines Fahrzeuges mit einem im Schnitt gezeigten Bremskraftverstärker;

Fig. 2 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstäbe, in der der in Fig. 1 gestrichelt begrenzte Teil genauer gezeigt ist; und

Fig. 3 einen ähnlichen Teilschnitt wie Fig. 2, wobei jedoch eine

herkömmliche Anordnung gezeigt ist.

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In der Zeichnung ist ein Bremskraftverstärker insgesamt mit IO bezeichnet. Er hat ein Gehäuse 12, das eine Einlaßöffnung 14,eine AuslaBöffnung 16 und eine Druckentlastungsöffnung 18 aufweist. Die Einlaßöffnung 14 ist mit der unter hohem Druck stehenden Förderseite einer Lenkhilfenpumpe 2o verbunden, während die Auslaßöffnung 16 mit dem Einlaß eines Lenkhilfenmotors 22 verbunden ist. Die Druckentlastungsöffnung 18 und der Auslaß des Lenkhilfenmotors 22 sind beide mit einem nicht gezeigten Niederdruckbehälter verbunden, der auf der unter niederem Druck stehenden Ansaugseite der Lenkhilfenpumpe 2o angeordnet ist.

In dem Gehäuse 12 ist eine erste Bohrung 24 und eine zweite Bohrung 26 ausgebildet. In der Bohrung 24 ist ein Kolben 28 verschiebbar angeordnet. Dieser arbeitet auf eine Verbindungsstange 3o, die die Bewegung des Kolbens 28 auf einen herkömmlichen Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeuges überträgt, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist und unmittelbar linkerhand des Gehäuses 12 angeordnet ist. Durch das Bewegen des Kolbens 28 nach links wird im Hauptbremszylinder auf bekannte Weise der Bremsdruck aufgebaut. Ein Ende einer weiteren Stange 32 ist ver-

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schiebbar la einer Sackbohrung 34 des Kolbens 28 angeordnet.Das gegenüberliegende Ende der Stange 32 ist mit einem nicht gezeigten, herkömmlichen Bremspedal verbunden, das in der Fahrerkabine des Fahrzeuges angeordnet ist. Eine Muffe 36 ist verschiebbar auf der Stange 32 angeordnet; durch eine Feder 4o wird sie in Anlage an einem Anschlagring 38 gehalten. Durch einen ersten Gelenkstift 42 ist ein Ende eines Hebels 44 mit einem Träger 46 verbunden,der an den Kolben 28 angeformt ist. Durch einen zweiten Gelenkstift 48 ist der mittlere Abschnitt des Hebels 44 mit der Muffe 36 verbunden.

Ein insgesamt mit 50 bezeichneter Ventilschieber ist verschiebbar in der Bohrung 26 angeordnet und dient zur Steuerung des Druckmittelstromes in eine zur Druckverstärkung vorgesehene Druckkammer 52 des Gehäuses. Ein sekundärer Ventilkörper 54 ist verschiebbar auf das Ende des Ventilschiebers 5o aufgesetzt, das sich in die Druckkammer 52 hinein erstreckt. Durch einen dritten Gelenkstift 56 ist der Hebel 44 mit dem sekundären Ventilkörper 54 verbunden. Eine Feder 58 drückt den sekundären Ventilkörper 54 federnd von Offnungen 6o weg, die in dem Ventilschieber 5o ausgebildet sind. Eine weitere Feder 62 spannt den Ventilschieber 5o in eine erste Stellung vor, die entlasteten Bremsen entspricht. Diese Stellung ist durch das Anliegen eines von dem Ventilschieber 5o getragenen Anschlagringes 64 an einer Schulter 66 vorgegeben, welche auf der Bohrung 26 ausgebildet ist. Die zweite Stellung des Ventilschiebers 5o, die voll angelegten Bremsen entspricht, ist durch das Anliegen des links gelegenen Endes des Ventilschiebers 5o an einem Stopfen 68 vorgegeben, durch welchen die Bohrung 26 verschlossen ist.

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Wie aus Flg. 2 ersichtlich 1st, weist der Ventilschieber 5o Nuten 7o, 72 und 74 sowie Bunde 8o, 82 und 84 auf. Das Gehäuse 12 weist dagegen Nuten 9o, 92 und 94 sowie Bunde loo, Io2 und Io4 auf. Es sei darauf hingewiesen, daß die Einlaßöffnung 14 und die Druckentlastungsöffnung 18 im Gehäuse 12 so angeordnet sind,daß sie den Bund Io4 bzw. loo der Bohrung 26 schneiden. Diese Bunde sind im Abstand voneinander angeordnet und zwischen ihnen liegt der weitere Bund Io2. Die Nut 9o ist durch die Bunde loo und Io2, die Nut 92 durch die Bunde Io2 und Io4 begrenzt. Der Bund 8o des Ventilschiebers und der Bund Io2 der Bohrung 26 bilden zusammen einen steuerbaren Durchgang zwischen der Einlaßöffnung 14 und der Druckkammer 52. Dieser steuerbare Durchgang ist gemäß der axialen Stellung des Ventilschiebers entweder geschlossen oder offen. Der Bund 82 des Ventilschiebers arbeitet mit dem Bund Io4 der Bohrung 26 derart zusammen, daß ein Spalt gebildet wird,der in dem hydraulischen Druckmittel befindliche Partikel herausfiltert, wenn der Ventilschieber in der entlasteten Bremsen entsprechenden Stellung steht. Dies wird nachstehend noch genauer beschrieben. Der axiale Abstand zwischen dem ersten Bund 8o und dem zweiten Bund 82 des Ventilschiebers ist im wesentlichen gleich der axialen Länge der Nut 92; der Bund 82 hat eine kleinere axiale Länge als der Bund 8o. Sind die Bremsen entlastet, so steht der Ventilschieber in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, und von der Lenkhilfenpumpe 2o bereitgestelltes Druckmittel wird über die Einlaßöffnung 14, die Nut 74, die Nut 94 und die Auslaßöffnung 16 zum Lenkhilfenmotor 22 geleitet.Die Nut 70 steht mit der Nut 90 in Verbindung, um so die Druckkammer 52 über die öffnungen 60, einen zentralen Kanal 88 des Ventilschiebers, eine radiale öffnung 86 des Ventilschiebers und die

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Nuten 7ο und 9ο mit der Druckentlastungsöffnung 18 zu verbinden und so druckfrei zu halten.

Wird der Ventilschieber in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, die entlasteten Bremsen entspricht, nach rechts bewegt, so arbeiten die von dem Ventilschieber 5o getragenen Bunde 8o und 82 mit dem Bund Io2 bzw. dem Bund Io4 des Gehäuses 12 derart zusammen, daß die Druckentlastungsöffnung 18 und die öffnung 86 im wesentlichen druckmitteldicht von der Einlaßöffnung 14 getrennt sind. Der Bund 84 des Ventilschiebers ist dann von dem Bund Io4 des Gehäuses entfernt, so daß der steuerbare Durchgang freigegeben wird und die Einlaßöffnung 14 mit der Auslaßöffnung 16 verbunden ist. Die Druckkammer 52 steht darüber hinaus über den Kanal 88 und die öffnung 86 mit der Druckentlastungsöffnung 18 in Verbindung. Wird der Ventilschieber durch Betätigung des Bremspedales nach links bewegt, so fluchtet der Bund 82 mit der Nut 92 und der Bund 8o trennt sich von dem Bund Io2, so daß die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 14 und der Druckkammer 5 2 freigegeben wird. Der Bund 84 arbeitet ferner mit dem Bund Io4 der Bohrung 26 derart zusammen, daß das Strömen von Druckmittel zur Auslaßöffnung 16 gedrosselt wird, und der Bund 8o berührt gleitend den Bund loo, so daß die Druckentlastungsöffnung 18 geschlossen wird. Damit wird der Druckkammer 52 unter hohem Druck stehendes Druckmittel zugeführt, durch welches der Kolben 28 beaufschlagt wird.

Der Bund 8o steuert die Druckmittelverbindung zwischen der Einlaßöffnung 14 und der Druckkammer 52, wenn der Ventilschieber beim Anlegen der Bremsen nach links bewegt wird. Die Kontur der

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radial außenliegenden Oberfläche stellt eine Steuerung des Druckmittelstromes sicher, bei der die Geräuschentwicklung sehr klein ist; zugleich wird der Ventilschieber stabil in seiner Lage gehalten. Der Bund 82 weist dagegen eine radial außenliegende Oberfläche auf, die parallel und konzentrisch zur radial innenliegenden Oberfläche des Bundes Io4 verläuft, der dazwischenliegende Spalt verhindert somit, daß von dem Leckstrom zwischen diesen Bunden getragene Partikel sich verkeilen können. Der Bund 82 bildet zusammen mit dem Bund Io4 einen kleineren Spalt als der Bund 8o mit dem Bund Io2. In dem Leckstrom zwischen den Bunden 82 und Io4 befindliche kleine Partikel können so leicht zwischen dem Bund 8o und dem Bund Io2 durchtreten.

Vergleicht man das Arbeiten des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers mit dem Arbeiten eines in Fig. 3 gezeigten herkömmlichen Bremskraftverstärkers, so versteht man leicht, auf welchem Hege die vorliegende Erfindung die bei dem herkömmlichen Bremskraftverstärker angetroffenen Schwierigkeiten ausräumt.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten herkömmlichen Bremskraftverstärker stellt der Ventilschieber in der entlasteten Bremsen entsprechenden Stellung eine Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 14 und der Auslaßöffnung 16 dar, in^dem ein Bund 8o des Ventilschiebers mit einem Bund Io4 des Gehäuses zusammenarbeitet. In dieser Stellung leckt in der Nut 74 befindliches, unter hohem Druck stehendes Druckmittel durch den zwischen dem Bund 8o und dem Bund Io4 liegenden schmalen Spalt hindurch, so daß sich im Druckmittel befindliche Partikel zwischen diesen Bunden verkeilen. Steht der Ventilschieber in der entlasteten Bremsen entsprechenden

Stellung, so führt das sich verkeilen von Partikeln zwischen den

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Bunden 80 und 104 nicht zu einer Änderung oder Verschlechterung der Lenkeigenschaften, beim Betätigen der Bramse kann jedoch das j Arbeiten des Bremskraftverstärkerβ sehr nachteilig beeinflußt sein. Hat sich eine ausreichende Anzahl kleiner Partikel oder

! eine einzige große Partikel zwischen den Bunden So und Io4 verkeilt, so kann der Ventilschieber hängenbleiben und sich in Ex- !

tremfallen sogar selbst verkeilen und festfressen, so daß er be- !

i züglich des Gehäuses nicht mehr verschiebbar iet. Beim Betätigen !

des Bremspedales wird von der Lenkhilfenpumpe dann kein Druckmittel mehr bereitgestellt, durch das der Hauptbremszylinder betä- ' tigt wird, da die Einlaßöffnung 14 nicht mehr mit der Druckkammer. 52 verbunden werden kann, es sei denn der Ventilschieber 5o wird bewegt, so daß die Bunde So und Io4 voneinander getrennt werden. Unter diesen extremen Bedingungen sorgt ein nicht gezeigtes Servonotsystem dafür, die Bremskraftverstärkung sicherzustellen und das Fahrzeug anzuhalten.

Betrachtet man dagegen den in den Fig. 1 und 2 gezeigten erfindungsgemäßen hydraulischen Bremskraftverstärker, so sieht man, ; daß unter hohem Druck stehendes Druckmittel der Druckkammer und dem Lenkhilfenmotor in bekannter Weise zugeführt wird. Auf dem ^!

Ventilschieber 5o ist jedoch ein zusätzlicher Bund 82 und in der

ι Bohrung 2J eine zusätzliche Nut 92 vorgesehen, die sicherstellen,,

daß sich an der Grenzfläche zwischen dem Bund 6o und dem Bund j

keine j

lo2VPartlkel ansammeln, wenn der Ventilschieber So in der ent- j

lasteten Bremsen entsprechenden Stellung steht. Der Bund 82 und ' die Nut 92 stellen darüber hinaus sicher, daß bei In der enge- j

! legten Bremsen entsprechenden Stellung stehendem Ventilschiebar I

der normale Druckmittelstrom zwischen Einlaßöffnung 14 und I

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Druckkammer 52 möglich ist. Das in der Mut 74 befindliche Druckmittel leckt durch den zwi-

sehen den Bunden 82, Io4, 8o und Io2 gebildeten Spalt durch, ! wenn der Ventilschieber in der entlasteten Bremsen entsprechen- i

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, den Stellung steht. Bevor das unter Druck stehende Druckmittel

j jedoch in die Grenzfläche zwischen dem Bund 8o und dem Bund Io2 ! eintreten kann, muß es durch den zwischen den Bunden 82 und Io4 gebildeten Spalt hindurchtreten. Berührt der Bund 82 gleitend den Bund Io4, so können nur kleine Partikel durchtreten und den Bund 8o berühren. Da darüber hinaus der Spalt zwischen den Bunden ί 82 und Io4 kleiner ist als der Spalt zwischen den Bunden 8o und Io2, können die Partikel, die zwischen den Bunden 62 und Io4 durchtreten, leicht zwischen den Bunden 8o und Io2 durchlaufen. Große Partikel werden somit an der Grenzfläche zwischen den Bunden 62 und Io4 herausgefiltert, und hierdurch wird ein Pesthängen des Ventilschiebers verhindert, das durch ein Sichverkeilen von Partikeln zwischen den Bunden 8o und Io2 hervorgerufen würde.

: In der zweiten Stellung des Ventilschiebers, die beim Anlegen der Bremsen eingenommen wird, sind die Bunde Bo und 82 von den mit ihnen zusammenarbeitenden Bunden Io2 und Io4 des Gehäuses ent- \ fernt, so daß Druckmittel von der Einlaßöffnung zu der Druckkam- j mer strömen kann. Im Druckmittel suspendierte Partikel können | j leicht zwischen den Bunden 82, Io4 sowie 6o und Io2 durchtreten, ! da diese nunmehr voneinander entfernt sind. Damit ist die Wahr- : scheinlichkeit sehr klein, daß sich Partikel «wischen dem Bund 8o und dem entsprechenden Bund Io2 des Gehäuses verkeilen,wenn der Ventilschieber in der einem Anlegen der Bremsen entsprechenden Stellung steht.

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Claims (8)

27373ÜÜ Patentanwälte Dipl. ing. η. Hauck Dipl. Phys. W. Schmitz Dipl. Ing. E. Graalis Dipl. !np. VV. ν/?,·,1!nori Dipi. FhyG. W. ;:arstons Dr.-Ing. W. Döring Mozartstraße 23 80OO München 2 The Bendix Corporation Bendix Center M-4347 Southfield,Mich.48o75 (USA) 19. August 1977 Hydraulischer Bremskraftverstärker

1. Hydraulischer Bremskraftverstärker mit einem eine Druckkammer aufweisenden Gehäuse, das eine mit einer Druckmittelquelle verbindbare Einlaßöffnung, eine mit einem Lenkhilfenmotor verbindbare Auslaßöffnung und eine mit einem unter geringem Druck stehenden Strömungsmittelbehälter verbindbare Entlastungsöffnung hat, mit einem durch eine Bedienungsperson betätigbaren Ventilschieber, der in einer im Gehäuse ausgebildeten Bohrung zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschiebbar ist, wobei in der ersten Stellung ein unbehindertes Strömen von Druckmittel zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung möglich ist, ein Strömen von Druckmittel zwischen der Einlaßöffnung und der Druckkammer unterbunden ist und ein Strömen von Druckmittel zwischen der

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Druckkammer und dem unter geringem Druck stehenden Strömungsmittelbehälter möglich ist, während in der zweiten Stellung die Verbindung zwischen der Druckkammer und dem unter niederem Druck stehenden Strömungsmittelbehälter unterbrochen ist, das Strömen von Druckmittel zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung gedrosselt ist und ein Strömen von Druckmittel von der Einlaßöffnung zur Druckkammer möglich ist, und der einen ersten Bund aufweist, der zusammen mit einem ersten Bund der Bohrung einen Steuerdurchgang vorgibt, der die Einlaßöffnung von der Druckkammer im wesentlichen druckmitteldicht trennt, wenn der Ventilschieber in der ersten Stellung steht und eine Verbindung zwischen Einlaßöffnung und Druckkammer schafft, wenn der Ventilschieber aus der ersten in die zweite Stellung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (5o) einen zweiten Bund (82) aufweist, der bei in der ersten Stellung stehendem Ventilschieber derart mit einem zweiten Bund (Io4) der Bohrung des Gehäuses zusammenarbeitet, daß ein dazwischenliegender Spalt erhalten wird, durch welchen aus der Einlaßöffnung (14) strömendes Druckmittel in Richtung des Steuerdurchganges durchlecken kann, und daß die Abmessungen dieses Spaltes so gewählt sind, daß in dem eine Verbindung von der Einlaßöffnung zum Steuerdurchgang schaffenden Leckweg Partikel herausgefiltert werden.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Bund (8o) des Ventilschiebers (5o) und dem ersten Bund (Io2) der Bohrung (26) des Gehäuses (12) ein weiterer Spalt vorgesehen ist, der größer ist als der

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I i ό ι 3 O O

durch den zweiten Bund (8 2) des Ventilschiebers und den zweiten Bund (Io4) der Bohrung des Gehäuses vorgegebene Spalt.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Bund (Io2) und dem zweiten Bund (Io4) des Gehäuses eine erste Nut (92) vorgesehen ist, die mit dem zweiten Bund (82) des Ventilschiebers (5o) derart zusammenarbeitet, daß ein Strömungsweg zwischen der Einlaßöffnung (14) und der Druckkammer (52) geschaffen wird, wenn der Ventilschieber (5o) aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt wird.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nut (92) eine axiale Länge aufweist, die im wesentlichen gleich dem axialen Abstand zwischen dem ersten Bund (8o) und dem zweiten Bund (82) des Ventilschiebers(5o) ist.

5. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (14) und die Auslaßöffnung (18) die Bunde (loo, Io4) der Bohrung (26) des Gehäuses (12) schneiden, die voneinander durch einen dazwischenliegenden Bund (Io2) der Bohrung getrennt sind, wobei dieser dazwischenliegende Bund (Io2) der erste Bund der Bohrung ist.

6. Bremskraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (14) den zweiten Bund (Io4) der

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den Ventilschieber (5o) aufnehmenden Bohrung (26) schneidet.

7. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bund (82) des Ventilschiebers (5o) eine kleinere axiale Länge aufweist als der erste Bund (8o) des Ventilschiebers.

8. Bremskraftverstärker nach Anspruch 5 oder 6 oder Anspruch 7 in Kombination mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bund (8o) des Ventilschiebers bezüglich des ersten Bundes (Io2) in axialer Richtung verschoben ist, und daß der zweite Bund (82) des Ventilschiebers bezüglich des zweiten Bundes (Io4) der Bohrung (26) in axialer Richtung verschoben ist, wenn der Ventilschieber in seiner zweiten Stellung steht, in der ein Durchgang vorgegeben wird, der eine Verbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Druckkammer schafft, wobei der erste Bund des Ventilkörpers zugleich mit dem die Druckentlastungsöffnung (18) schneidenden Bund (loo) zusammenarbeitet, so daß die Verbindung zwischen der Druckentlastungsöffnung (18) und der Druckkammer (52) unterbrochen ist.

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