DE2741164A1

DE2741164A1 - Hydraulischer bremskraftverstaerker

Info

Publication number: DE2741164A1
Application number: DE19772741164
Authority: DE
Inventors: Arthur King Brown
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1976-09-13
Filing date: 1977-09-13
Publication date: 1978-03-16
Also published as: FR2364151A1; AU2847377A; CA1080281A; JPS5335871A; MX144860A; FR2364151B1; JPS5716023B2; AU514146B2; GB1568269A; IT1084870B; AR211496Q; BR7706042A; ES462323A1

Description

Hydraulischer Bremskraftverstärker

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

Es sind hydraulische Bremskraftverstärker bekannt, die mit einem Strömungsmittel-Druckspeicher verbunden sind. Fällt die Druckquelle des hydraulischen Bremskraftverstärkerkreises aus, so steht im Druckspeicher vorhandenes unter Druck stehendes Strömungsmittel zur Verfügung, durch das eine Servobremsung bewerkstelligt werden kann. Bricht z.B. der Keilriemen einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, so fällt die Lenkhilfenpumpe aus und es steht keine Druckmittelquelle mehr zur Verfügung, mit der eine Servobremsung durchgeführt werden kann, es sei denn, es steht eine sekundäre Druckquelle zur Verfügung. Im letzteren Falle wird der Druckspeicher mit der Druckkammer des Bremskraftverstärkers verbunden.

Derartige bekannte Anordnungen mit mit den Bremskraftverstärkern verbundenen Druckspeichern sind jedoch unhandlich und haben einen erheblichen Platzbedarf im Motorraum des Fahrzeuges. Da die Hersteller von Kraftfahrzeugen die Größe der meisten Motorfahrzeuge zu verkleinern suchen, wird auch der im Motorraum zur Verfügung !stehende Raum entsprechend kleiner. Herkömmliche Bremskraftverstärkeranordnungen können deshalb nur mit großen Schwierigkeiten im Motorraum untergebracht werden, was sowohl die Montage als auch die Wartung der Bremskraftverstärker sehr erschwert. !

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!Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Bremskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 geschaffen werden, der eine sekundäre Druckquelle zur Bremskraftverstärkung bei Ausfall der Hauptdruckquelle aufweist und trotzdem einen kompakten Aufbau aufweist, so daß die oben angeführten Nachteile ausgeräumt sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen hydraulischen Bremskraftverstärker mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Hydraulikkreises für ein Motorfahrzeug mit einem hydraulischen Bremskraftverstärker gemäß der vorliegenden Erfindung, der in Längsrichtung geschnitten gezeigt ist;

Figur 2 einen Teilschnitt durch den in Figur 1 gezeigten

Bremskraftverstärker, in dem der in ihm verwendete Kolben näher dargestellt ist.

; In der Zeichnung ist ein insgesamt mit 10 bezeichneter Bremskraft-¹

verstärker gezeigt, der ein Gehäuse 12 aufweist. Das letztere !

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ist mit einer Einlaßöffnung 14, einer Auslaßöffnung 16 und einer ; zum Strömungsmittelsumpf führenden Druckentlastungsöffnung 18 i I versehen. Die Einlaßöffnung 14 ist mit der unter hohem Druck , !stehenden Förderseite einer Lenkhilfenpumpe 20 des Fahrzeuges verbunden, während die Auslaßöffnung 16 mit dem Einlaß eines Lenkhilfenmotors 22 verbunden ist. Die Druckentlastungsöffnung und die Auslaßöffnung des Lenkhilfenmotors 22 sind jeweils mit einem nicht gezeigten Strömungsmittelbehälter verbunden, der bei der unter niederem Druck stehenden Einlaßseite der Lenkhilfenpumpe 20 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, der einen Stößel 3 0 trägt, über den die Bewegung des Kolbens 28 auf einen herkömmlichen Hauptbremszylinder des Kraftfahrzeuges übertragen wird, welcher in der Zeichnung nicht dargestellt ist und unmittelbar linker Hand des in Figur 1 ge-■ zeigten Gehäuses 12 angeordnet ist. Durch die Bewegung des Kolbens 28 nach links wird auf herkömmliche Weise im Hauptbremszylinder der Bremsdruck aufgebaut. Ein Ende einer Betätigungsstange 32 ist verschiebbar in einer im Kolben 28 ausgebildeten Bohrung 34 angeordnet. Das gegenüberliegende Ende der Betätigungen ; stange 32 ist mit einem herkömmlichen Bremspedal verbunden, das j in der Zeichnung nicht dargestellt ist und in der Fahrerkabine angeordnet ist. Eine Muffe 36 ist verschiebbar auf der Betäti- j

j gungsstange 32 angeordnet. Durch eine Feder 40 wird sie gegen einen Anschlagring 38 gedrückt. Ein erster Gelenkstift 42 stellt eine Verbindung zwischen einem Ende eines Hebels 44 und einem

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Träger 46 her. Der Träger 46 ist an den Kolben 28 angeformt. Ein zweiter Gelenkstift 48 verbindet einen mittleren Abschnitt des Hebels 44 mit der Muffe 36.

! Ein insgesamt mit 50 bezeichneter Ventilschieber ist in der Boh-

■rung 26 angeordnet. Er dient zur Steuerung des Druckmittelflusses in eine Druckkammer 52 des Bremskraftverstärkers. Auf das Ende des Ventilschiebers 50 ist ein sekundäre: Ventilschieber 54 aufgesetzt, der sich in die Druckkammer 52 hineinerstreckt. Durch einen dritten Gelenkstift 56 ist der Hebel 44 mit dem sekundären Ventilschieber 54 verbunden. Durch eine Feder 58 ist der sekundäre Ventilschieber 54 federnd in Richtung von öffnungen 60 weg vorgespannt. Die öffnungen 60 sind im Körper des Ventilkörpers 50 ausgebildet. Durch eine weitere Feder 62 ist der Ventilschieber 50 in eine entlastete Bremsen zugeordnete Ruhestellung vorgespannt, die durch Anlage eines Anschlages 64 des Ventilschiebers 50 an eine Schulter der Wand der Bohrung 26 vorgegeben ist. Eine voll angelegten Bremsen entsprechende zweite Stellung des Ventilschiebers 50 ist durch Anlage des links gelegenen Ende des Ventil- : Schiebers 50 an einen Stopfen 68 vorgegeben, durch den die Bohrung 2 6 verschlossen ist.

Der Ventilschieber 50 und die Bohrung 2 6 des Gehäuses weisen zu-

J sammenarbeitende Bunde und Nuten auf, die so angeordnet sind, daß bei der in Figur 1 gezeigten Ruhestellung die Druckkammer ' über die öffnungen 60, einen Kanal 88 und öffnungen 80 mit der Druckentlastungsöffnung 18 verbunden ist. Wird der Ventilschieber: 50 in die zweite Stellung bewegt, in der sein linksgelegenes

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Ende an dem Stopfen 68 anschlägt, so ist die Druckkammer 52 über _; j die öffnungen 60, den Kanal 88 und die öffnungen 80 mit der Ein-

j ^!

Ilaßöffnung 14 verbunden.

Wie am besten aus Figur 2 ersichtlich ist, weist der Kolben 28 einen Stopfen 90 auf, der in ein offenes Ende des Kolbens eingeschraubt ist. Der Stopfen und der Kolben begrenzen zusammen eine im Inneren des Kolbens liegende Speicherkammer 92. Ein Diaphragma 94 liegt verschiebbar an der Innenwand der Speicherkammer 92 an. Sie ist durch ein linkerhand des Diaphragmas eingeschlossenes komprimierbares Gas in den Figuren nach rechts vorgespannt, um so das in der Speicherkammer befindliche Strömungsmittel unter Druck zu setzen.

Die Bohrung 34, in der die Betätigungsstange 32 verschiebbar Aufnahme findet, ist in dem Stopfen 90 ausgebildet. Die Betätigungsstange 32 ist mit einem Schlitz 114 versehen, über den eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Betätigungsstange 32 und

ist

der Bohrung 34 hergestellt. Auf der Achse des Stopfens 90 ist ein Rückschlagventil 96 angeordnet, das zusammen mit der Bohrung 34 eine Strömungsmittelverbindung von der Speicherkammer 92 zur Druckkammer 52 herstellt, wenn der Druck in der Druckkammer größer j ist als der Druck in der Speieherkammer. Ein auf der Innenseite ;

!des Stopfens 90 vorgesehener Vorsprung 112 ist an seiner öffnung verengt, und hierdurch wird der kugelförmige Ventilkörper des

Rückschlagventils 96 im Inneren des Stopfens 90 gehalten. Der letztere trägt ferner ein Druckentlastungsventil 98, über das eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speieherkammer und

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der Druckkammer freigegeben wird, wenn der in der Speicherkammer herrschende Druck größer ist als ein vorgegebener Wert. Dieses Druckentlastungsventil verhindert einen Druckaufbau in der Speicherkammer über einen Wert hinaus, der für die Betätigung der Bremsen geeignet ist. Eine Verbindung zwischen der Speicherkammer und der Druckkammer wird auch dann hergestellt, wenn der in der Druckkammer herrschende Druck während eines Bremsvorganges unterhalb des in der Speicherkammer herrschenden Druckes liegt. Hierzu trägt die Betätigungsstange 32 einen Vorsprung 100, der mit dem Rückschlagventil derart zusammenarbeitet, daß er den kugelförmigen Ventilkörper desselben von seinem Ventilsitz abhebt.

In auf dem Stopfen und dem Diaphragma ausgebildeten Ausnehmungen sind Dichtungen 102 und 104 angeordnet, durch welche der Stopfen und der Kolben gegeneinander abgedichtet werden bzw. ein strömungsmitteldichtes Verschieben des Diaphragmas auf der Innenwand der Speicherkammer sichergestellt wird.

Durch einen Sprengring 106 wird das Diaphragma im Inneren der : Speicherkammer gehalten. Dieser ist in einer auf der Innenwand der Speicherkammer ausgebildeten Ausnehmung angeordnet.

! Der oben beschriebene hydraulische Bremskraftverstärker arbeitet

iwie folgt:

Betätigt der Fahrer das Bremspedal, so wird die Betätigungsstange ι

32 in den Figuren 1 und 2 nach links bewegt. Hierdurch wird der Hebel 44 um den Gelenkstift 42 verschwenkt, und der Ventilschieberj

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'■■ 50 wird nach links in die zweite Stellung bewegt. In dieser Stellung stellt der Ventilschieber 50 eine Verbindung zwischen der ^! 'Einlaßöffnung 14 und der Druckkammer 52 her. Das von der Einlaß- !öffnung her zugeführte Druckmittel führt zu einem Druckanstieg in der Druckkammer 52, der über die Bohrung 3 4 und das Rückschlagventil 96 zugleich auch der Speicherkammer 92 übermittelt wird. Durch den Druckanstieg wird ferner der Kolben 28 nach links bewegt, so daß der Stößel 30 am Hauptbremszylinder angreift und so die Bremsen angelegt werden.

Wird die Lenkhilfenpumpe 20 vom Bremskraftverstärker 10 getrennt oder fällt sie aus, so wird die Druckkammer 52 nicht mit Druck beaufschlagt. Auch dann, wenn der Ventilschieber 50 hängenbleibt, wird der Druckkammer 52 kein unter Druck stehendes Strömungsmittel zugeführt. Tritt der Fahrer auf das Bremspedal, um den Ventilschieber in die zweite Stellung zu verlagern, so erfolgt infolgedessen keine Bewegung des Kolbens. Erfindungsgemäß wird nun aber durch das Weiterbewegen der Betätigungsstange 32 der Hebel 44 verschwenkt, so daß der Ventilschieber 54 auf dem Ventilschieber 50 nach links verschoben wird, wodurch die öffnungen 60 verschlossen werden. Danach kommt der von der Betätigungsstange 32 ge- !tragene Vorsprung 100 in Anlage an den Ventilkörper des Rück-

;schlagventils 96, und hierdurch wird die zur Rechten des Diaphragmas 94 liegende Speicherkammer 92 mit der Druckkammer ver- ; jbunden. Durch Herstellung dieser Verbindung wird der in der Druck-¹

I i

kammer 52 herrschende Druck vergrößert, so daß der Kolben 28 nach links gedrückt wird und damit die Bremse betätigt wird.

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Fällt die Lenkhilfenpumpe 2 0 oder eine andere Servodruckquelle j aus oder wird ihre Verbindung zu dem hydraulischen Bremskraftverstärker unterbrochen, so wird durch mehrfaches Anlegen der

ι Bremse durch den Fahrer das in der Speicherkammer befindliche ! unter Druck stehende Strömungsmittel verbraucht. Danach erfolgt ! eine Betätigung der Bremsen wie nachstehend beschrieben ist. Durch das Betätigen des Bremspedals wird die Betätigungsstange 32 nach links verschoben, so daß der Vorsprung 100 in Anlage an den Ventilkörper des Rückschlagventils 96 kommt. Da das unter Druck stehende Strömungsmittel schon bei vorhergehenden Bremsvorgängen verbraucht worden ist, erfolgt keine Druckerhöhung durch Abgabe unter Druck stehenden Strömungsmittels aus der Speicherkammer an die Druckkammer. Zum Anlegen der Bremsen ist somit ein weiteres Bewegen der Betätigungsstange erforderlich. Durch ein derartiges Weiterbewegen wird der Hebel 44 um den vom Ventilschieber 50 getragenen Gelenkstift 56 verschwenkt, so daß der Träger 46 nach links bewegt wird. Da der Träger 46 an den Kolben 28 angeformt ist, führt die Bewegung des Trägers zu einer Bewegung des Kolbens, und hierdurch wird der Hauptbremszylinder betätigt und die !Bremsen angelegt.

Ein Anlegen der Bremsen, wie es im obenstehenden Absatz beschrie-

j ben ist, erfolgt ohne Unterstützung durch eine Servodruckquelle

oder durch in der Speicherkammer gespeichertes unter Druck stehendes Strömungsmittel; man hat vielmehr ein Anlegen der Bremsen durch Muskelkraft, wobei die Betätigungsstange 32 den Stößel 30 mechanisch in die Richtung drückt,in der der Hauptbremszylinder! betätigt wird.

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Aus der vorstehenden Beschreibung geht klar hervor, daß durch die vorliegende Erfindung ein kompakter hydraulischer Bremskraftverstärker geschaffen wird, dessen Kolben als Druckspeicher ausgebildet ist, welcher zumindest ein einmaliges sicheres Anlegen der Bremse sicherstellt, nachdem die für den Bremskraftverstärker vorgesehene Druckquelle ausgefallen ist. Bei einem Ausfall der Druckquelle wird erst danach das Anlegen der Bremsen durch Muskelkraft bewerkstelligt.

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Claims

Patentanwälte

Dipl. ing. H. Hs
.· · ohv- V c im itz

.-l.-.y. V.. L on ng
t/orartEtra^e ²³
80Ü0 München 2

The Bendix Corporation

Executive Offices

Bendix Center

Southfield, Mich. 48075 Anwaltsakte M-4368

USA 5. September 1977

Hydraulischer Bremskraftverstärker

Patentansprüche

(λ. Hydraulischer Bremskraftverstärker mit einem eine Druckkammer aufweisenden Gehäuse, mit einem im Gehäuse verschiebbaren Ventilschieber, der mit dem Gehäuse zusammenarbeitend in einer Ruhestellung die Druckkammer mit einer Drucksenke verbindet und in einer Arbeitsstellung die Druckkammer mit einer unter hohem Druck stehenden Druckquelle verbindet, und mit einem verschiebbar im Gehäuse angeordneten Kolben, der durch den in der Druckkammer herrschenden Druck bezüglich des Gehäuses bewegbar ist und den Bremsdruck zum Anlegen der Bremse erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolben (28) eine Speicherkammer (92) ausgebildet ist, daß ein Rückschlagventil (96) vorgesehen ist, durch welches die Druckkammer (52) und die

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ORIGINAL INSPECTED

Speicherkammer (92) verbunden werden, wenn der Druck in der Druckkammer größer ist als der Druck in der Speicherkammer (92), und daß eine vom Fahrer betätigbare Einrichtung (32,34) zum Bewegen des Ventilschiebers (50) aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung, durch welche die Strömungsmittelverbindung zwischen der Druckquelle (2 0) und der Druckkammer (52) bei in der Arbeitsstellung stehendem Ventilschieber (50) steuerbar ist, zugleich auch die Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer (92) und der Druckkammer (52) steuern kann, wenn der Ventilschieber (50) in seine Arbeitsstellung bewegt ist und die Verbindung zwischen der Drucksenke und der Druckkammer durch die Betätigung der Betätigungseinrichtung durch den Fahrer geschlossen worden ist.
2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (96) durch die Betätigungseinrichtung (32,34) derart betätigbar ist, daß eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer (92) und der Druckkammer (52) freigegeben wird.
3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (28) ein Druckentlastungsventil (98) aufweist, das durch den in der Druckkammer (52) herrschenden Druck betätigbar ist, wenn der in der Speicherkammer (92) herrschende Druck größer ist als ein vorgegebener Wert.
4. Hydraulischer Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kolben (28) ausge-

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bildete Speicherkaituner (92) durch einen Stopfen (90) verschlossen ist.
5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stopfen (90) ein Kanal (34) ausgebildet ist, über den die Druckkammer (52) mit der Speicherkammer (92) verbindbar ist, und daß das Rückschlagventil (96) in diesem Kanal (34) angeordnet ist.
6. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil (98) in dem Stopfen (90) angeordnet ist.
7. Bremskraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Fahrer bedienbare Betätigungseinrichtung (32,44) einen sich in dem Kanal (34) hineinerstreckenden Stangenabschnitt aufweist, daß dieser Stangenabschnitt eine Verlängerung (100) trägt, die an den Ventilkörper des Rückschlagventils

(96) anlegbar ist, und daß dieser Stangenabschnitt mit Schlitzen (114) versehen ist, die mit dem Kanal (34) zusammen eine Strömungsmittelverbindung von der Druckkammer zur Speicherkammer herstellen.
8. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speicherkammer (92) ein Diaphragma (94) angeordnet ist, das derart vorgespannt ist, daß die Speicherkammer unter Druck gesetzt wird.

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