DE2737300C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Bremskraftverstärker nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein Bremskraftverstärker dieser Gattung aus der US-PS 37 19 044 bekannt. Bei diesem Bremskraftverstärker wirkt der bundförmige Wandabschnitt der Bohrung einerseits mit dem ersten Bund und andererseits mit dem zweiten Bund des Ventil­ schiebers zusammen, um die Strömungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Druckkammer sowie die Strömungsverbindung zwischen Einlaßöffnung und Auslaßöffnung zu steuern. In der ersten Stellung des Ventilschiebers liegt der erste Bund des Ventilschiebers an dem bundförmigen Wandabschnitt der Bohrung an, um die Strömungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Druckkammer im wesentlichen zu unterbinden. Da in dieser ersten Stellung der Druckabfall zwischen der Einlaßöffnung und der Druckkammer relativ groß ist, ist zum Unterbrechen der Strömungsverbindung eine Anlage zwischen Ventilschieber und Bohrungswand über einen relativ großen Flächenbereich erforderlich. Es besteht daher die Gefahr, daß im Hydraulikmittel enthaltende Partikel zwischen diesen Wandflächen eingeklemmt werden, so daß der Ventilschieber unter Umständen hängenbleibt. Diese Gefahr ist besonders groß, wenn der erste Bund des Ventilschiebers profiliert ist, um eine von der Stellung des Ventilschiebers abhängige Durchflußsteuerung zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Bremskraftverstärker der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß die Gefahr eines Einklemmens von Partikeln zwischen dem Ventilschieber und der Bohrungswand in der Strömungsverbindung zwischen Einlaßöffnung und Druckkammer verringert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs genannten Merkmale gelöst.

Aus der US-PS 35 27 244 ist ein hydraulischer Bremskraftverstärker bekannt, bei dem am Ventilsitz angesammelte Partikel durch Niederdrücken des Ventilverschlußstückes zerbrochen werden, um auf diese Weise ein Zusetzen der Ventilöffnung zu vermeiden.

Im Gegensatz hierzu wird bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Bremskraftverstärker die Gefahr eines Einklemmens von Partikeln zwischen Ventilschieber und Bohrungswand dadurch verringert, daß der dem eigentlichen Steuerbund vorgeschaltete dritte Bund eine wesentlich kleinere axiale Länge als der erste Bund haben kann. Hinzukommt, daß sich der Druckabfall in der ersten Stellung des Ventilschiebers zwischen dem ersten und dritten Bund aufteilt, so daß der am dritten Bund wirkende Druckabfall vergleichsweise klein ist. So wird in vergleichsweise einfacher Weise die Gefahr eines Einklemmens von Partikeln zwischen Ventilschieber und Bohrungswand beträchtlich verringert.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:

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

Fig. 2 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstabe, 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.

In der Fig. 1 ist ein Bremskraftverstärker insgesamt mit 10 bezeichnet. Er hat ein Gehäuse 12, das eine Einlaßöffnung 14, eine Auslaßöffnung 16 und eine Druckentlastungsöffnung 18 aufweist. Die Einlaßöffnung 14 ist mit der unter hohem Druck stehenden Förderseite einer Lenkhilfenpumpe 20 verbunden, während die Auslaß­ öffnung 16 mit dem Einlaß eines Lenkhilfenmotors 22 verbunden ist. Die Druckentlastungsöffnung 18 und der Auslaß des Lenkhilfen­ motors 22 sind beide mit einem nicht gezeigten Niederdruckbehälter verbunden, der auf der unter niederem Druck stehenden Ansaugseite der Lenkhilfenpumpe 20 angeordnet ist.

In dem Gehäuse 12 ist eine erste Bohrung 24 und eine zweite Boh­ rung 26 ausgebildet. In der Bohrung 24 ist ein Kolben 28 verschiebbar angeordnet. Dieser arbeitet auf eine Verbindungsstange 30, die die Bewegung des Kolbens 28 auf einen herkömmlichen Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeuges überträgt, der in der Fig. 1 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 schiebbar in 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 40 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 50 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 Öffnungen 60 weg, die in dem Ventilschieber 50 ausgebildet sind. Eine weitere Feder 62 spannt den Ventilschieber 50 in eine erste Stellung vor, die entlasteten Bremsen entspricht. Diese Stellung ist durch das Anliegen eines von dem Ventilschieber 50 getragenen Anschlagrignes 64 an einer Schulter 66 vorgegeben, welche auf der Bohrung 26 ausgebildet ist. Die zweite Stellung des Ventilschiebers 50, die voll angelegten Bremsen entspricht, ist durch das Anliegen des links gelegenen Endes des Ventilschiebers 50 an einem Stopfen 68 vorgegeben, durch welchen die Bohrung 26 verschlossen ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Ventilschieber 50 Nuten 70, 72 und 74 sowie Bunde 80, 82 und 84 auf. Das Gehäuse 12 weist dagegen Nuten 90, 92 und 94 sowie Bunde 100, 102 und 104 auf. Es sei darauf hingewiesen, daß die Einlaßöffnung 14 und die Druckentlastungsöffnung 18 im Gehäuse 12 so angeordnet sind, daß sie den Bund 104 bzw. 100 der Bohrung 26 schneiden. Diese Bunde sind im Abstand voneinander angeordnet und zwischen ihnen liegt der weitere Bund 102. Die Nut 90 ist durch die Bunde 100 und 102, die Nut 92 durch die Bunde 102 und 104 begrenzt. Der Bund 80 des Ventilschiebers und der Bund 102 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 104 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 80 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 80. Sind die Bremsen entlastet, so steht der Ventilschieber in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, und von der Lenkhilfenpumpe 20 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 Öffnung 60, einen zentralen Kanal 88 des Ventil­ schiebers, eine radiale Öffnung 86 des Ventilschiebers und die Nuten 70 und 90 mit der Druckentlastungsöffnung 18 zu verbinden und so druckfrei zu halten.

Wird der Ventilschieber nach rechts in die in Fig. 2 gezeigte Stellung, die entlasteten Bremsen entspricht, so arbeiten die von dem Ventilschieber 50 getragenen Bunde 80 und 82 mit dem Bund 102 bzw. dem Bund 104 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 104 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 80 trennt sich von dem Bund 102, so daß die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 14 und der Druckkammer 52 freigegeben wird. Der Bund 84 arbeitet ferner mit dem Bund 104 der Bohrung 26 derart zusammen, daß das Strömen von Druckmittel zur Auslaß­ öffnung 16 gedrosselt wird, und der Bund 80 berührt gleitend den Bund 100, 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 80 steuert die Druckmittelverbindung zwischen der Ein­ laßöffnung 14 und der Druckkammer 52, wenn der Ventilschieber beim Anlegen der Bremsen nach links bewegt wird. Die Kontur der radial außenliegenden Oberfläche stellt eine Steuerung des Druck­ mittelstromes 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 104 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 104 einen kleineren Spalt als der Bund 80 mit dem Bund 102. In dem Leckstrom zwischen den Bunden 82 und 104 befindliche kleine Partikel können so leicht zwischen dem Bund 80 und dem Bund 102 durchtreten.

Vergleicht man das Arbeiten des Bremskraftverstärkers mit dem Arbeiten eines in Fig. 3 gezeigten herkömmlichen Bremskraftverstärkers, so versteht man, auf welchem Wege der in Fig. 1 gezeigte Bremskraftverstärker 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, indem ein Bund 80 des Ventilschiebers mit einem Bund 104 des Gehäuses zusammenarbeitet. In dieser Stellung leckt in der Nut 74 befindliches, unter hohem Druck stehendes Druckmittel durch den zwischen dem Bund 80 und dem Bund 104 liegenden schmalen Spalt hindurch, so daß sich im Druckmittel befindliche Partikel zwischen diesen Bunden verkeilen. Steht das Ventilschieber in der entlasteten Bremsen entsprechenden Stellung, so führt das sich Verkeilen von Partikeln zwischen den Bunden 80 und 104 nicht zu einer Änderung oder Verschlechterung der Lenkeigenschaften, beim Betätigen der Bremse kann jedoch das Arbeiten des Bremskraftverstärkers sehr nachteilig beeinflußt sein. Hat sich eine ausreichende Anzahl kleiner Partikel oder eine einzige große Partikel zwischen den Bunden 80 und 104 verkeilt, so kann der Ventilschieber hängenbleiben und sich in Extremfällen sogar selbst verkeilen und festfressen, so daß er bezüglich des Gehäuses nicht mehr verschiebbar ist. Beim Betätigen des Bremspedales wird von der Lenkhilfenpumpe dann kein Druckmittel mehr bereitgestellt, durch das der Hauptbremszylinder betätigt wird, da die Einlaßöffnung 14 nicht mehr mit der Druckkammer 52 verbunden werden kann, es sei denn der Ventilschieber 50 wird bewegt, so daß die Bunde 80 und 104 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 hydraulischen Bremskraftverstärker, so sieht man, daß unter hohem Druck stehendes Druckmittel der Druckkammer und dem Lenkhilfenmotor in bekannter Weise zugeführt wird. Auf dem Ventilschieber 50 ist jedoch ein zusätzlicher Bund 82 und in der Bohrung 26 eine zusätzliche Nut 92 vorgesehen, die sicherstellen, daß sich an der Grenzfläche zwischen dem Bund 80 und dem Bund 102 keine Partikel ansammeln, wenn der Ventilschieber 50 in der ent­ lasteten Bremsen entsprechenden Stellung steht. Der Bund 82 und die Nut 92 stellen darüber hinaus sicher, daß bei in der angelegten Bremsen entsprechenden Stellung stehendem Ventilschieber der normale Druckmittelstrom zwischen Einlaßöffnung 14 und Druckkammer 52 möglich ist.

Das in der Nut 74 befindliche Druckmittel leckt durch den zwischen den Bunden 82, 104, 80 und 102 gebildeten Spalt durch, wenn der Ventilschieber in der entlasteten Bremsen entsprechenden Stellung steht. Bevor das unter Druck stehende Druckmittel jedoch in die Grenzfläche zwischen dem Bund 80 und dem Bund 102 eintreten kann, muß es durch den zwischen den Bunden 82 und 104 gebildeten Spalt hindurchtreten. Berührt der Bund 82 gleitend den Bund 104, so können nur kleine Partikel durchtreten und den Bund 80 berühren. Da darüber hinaus der Spalt zwischen den Bunden 82 und 104 kleiner ist als der Spalt zwischen den Bunden 80 und 102, können die Partikel, die zwischen den Bunden 82 und 104 durchtreten, leicht zwischen den Bunden 80 und 102 durchlaufen. Große Partikel werden somit an der Grenzfläche zwischen den Bunden 82 und 104 herausgefiltert, und hierdurch wird ein Festhängen des Ventilschiebers verhindert, das durch ein Sichverkeilen von Partikeln zwischen den Bunden 80 und 102 hervorgerufen würde.

In der zweiten Stellung des Ventilschiebers, die beim Anlegen der Bremsen eingenommen wird, sind die Bunde 80 und 82 von den mit ihnen zusammenarbeitenden Bunden 102 und 104 des Gehäuses entfernt, so daß Druckmittel von der Einlaßöffnung zu der Druckkammer strömen kann. Im Druckmittel suspendierte Partikel können leicht zwischen den Bunden 82, 104 sowie 80 und 102 durchtreten, da diese nunmehr voneinander entfernt sind. Damit ist die Wahr­ scheinlichkeit sehr klein, daß sich Partikel zwischen dem Bund 80 und dem entsprechenden Bund 102 des Gehäuses verkeilen, wenn der Ventilschieber in der einem Anlegen der Bremsen entsprechenden Stellung steht.

Claims (1)

1. Hydraulischer Bremskraftverstärker mit einem Gehäuse, in dem eine Druckkammer zur Druckbeaufschlagung eines Verstärkerzylinders und eine einen Ventilschieber aufnehmende, mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung für ein hydraulisches Druckmittel ver­ sehene Bohrung vorgesehen sind, wobei der Ventilschieber zwei Bunde aufweist, von denen der erste Bund mit einem die Einlaßöffnung enthaltenden bundförmigen Wandabschnitt der Bohrung zusammenwirkt, um in einer ersten Stellung des Ventilschiebers die Strömungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Druckkammer zu drosseln und bei einer Bewegung des Ventilschiebers in eine zweite Stellung die Strömungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Druckkammer veränderlich zu öffnen, und von denen der zweite Bund mit dem bundförmigen Wandabschnitt der Bohrung zusammenwirkt, um bei der Bewegung des Ventilschiebers in die zweite Stellung die Strömungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung zu drosseln, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (50) axial zwischen seinem ersten und zweiten Bund (80, 84) einen dritten Bund (82) aufweist, der in der ersten Stellung des Ventilschiebers (50) mit dem bundförmigen Wandabschnitt (102, 104) zusammenwirkt, um dazwischen einen Spalt zu bilden, der die Strömungsverbindung von der Einlaßöffnung (14) zum ersten Bund (80) des Ventilschiebers hin drosselt und hierbei Partikel ausfiltert, wobei der dritte Bund (82) in der zweiten Stellung des Ventilschiebers (50) mit einer den bundförmigen Wandabschnitt in zwei Bunde (102, 104) unterteilenden Nut (92) der Bohrung (26) zusammenwirkt, um die Strömungsverbindung von der Einlaßöffnung (14) zum ersten Bund (80) des Ventilschiebers (50) hin zu öffnen.