DE2834008C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker mit hyd­ raulischer Hilfskraftunterstützung, insbesondere für Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem in einem Ver­ stärkergehäuse verschiebbaren Verstärkerkolben und einem vom Fahrer über ein Pedal betätigbaren, im Verstärker­ kolben beweglich angeordneten Steuerschieber, bei dem über Steuerdurchlässe in Abhängigkeit von der relativen Stel­ lung des Steuerschiebers zum Verstärkerkolben ein vom Ver­ stärkerkolben im Verstärkergehäuse begrenzter Verstärker­ raum mit einer Druckmittelquelle oder mit einem drucklosen Rücklaufbehälter verbindbar ist, wobei mindestens der Steuerdurchlaß für die Verbindung zur Druckmittelquelle im Bezug auf den Umfang des Steuerschiebers asymmetrisch an­ geordnet ist. Ein solcher Bremskraftverstärker ist durch die DE-OS 26 02 050 bekannt.

Durch die im Bezug auf den Umfang des Steuerschiebers asymmetrische Anordnung der Steuerdurchlässe wird beim be­ kannten Bremskraftverstärker erreicht, daß bei dem jeweils geschlossenen Steuerdurchlaß zwischen den beiden zusammen­ wirkenden Teilen, das heißt, zwischen Steuerschieber und Verstärkerkolben eine die beiden Teile zusammenpressende Kraft wirkt. Diese Kraft entsteht dadurch, daß auf der Seite des Steuerdurchlasses das Druckmittel drucklos ab­ fließen kann, während auf der gegenüberliegenden Seite des Steuerschiebers ein hydraulisches Druckfeld aufgebaut wird, wodurch der Steuerschieber in Richtung des Steuer­ durchlasses gedrückt wird. Damit wird, auch wenn zwischen Steuerschieber und Verstärkerkolben ein gewisses Spiel vorhanden ist, stets eine gute Abdichtung des Steuerdurch­ lasses erreicht, so daß eine Ausnutzung dieses Effekts zu erheblichen Einsparungen bei der Fertigung führt, weil die Teile mit gröberen Toleranzen hergestellt werden können.

Ein gravierender Nachteil der bekannten Anordnung besteht jedoch darin, daß durch diesen an sich nützlichen Effekt der Steuerschieber im Verstärkerkolben radial angepreßt wird. Dadurch steigt die erforderliche Betätigungskraft für den Steuerschieber nicht nur um das durch die erhöhte Anpreßkraft am Steuerdurchlaß bestimmte Maß an, sondern es treten an allen Führungen des Steuerschiebers stark er­ höhte Reibungskräfte auf. Unter Umständen kommt es dabei sogar zum vollständigen Verklemmen des Steuerschiebers, wodurch der Bremskraftverstärker dann funktionsunfähig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bremskraftverstärker der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein Verklemmen des Steuerschiebers durch einseitige Druckbe­ lastung vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerschieber im Bereich des Steuerdurchlasses zur Druck­ mittelquelle von einem im Verstärkerkolben und bezüglich des Steuerschiebers radial beweglichen und auf dem Steuer­ schieber axial verschiebbaren Ventilring umgeben ist, durch den der Steuerdurchlaß verschließbar ist. Damit wird erreicht, daß der Steuerschieber in seinen Führungen frei von Radialkräften ist. Außerdem ist dabei der Verstärker­ kolben beim Steuerdurchlaß zur Druckmittelquelle nicht mehr mit einer Ventilkante versehen.

Für die besonders hohe Belastung gerade an dieser Steuer­ kante des Steuerdurchlasses zur Druckmittelquelle braucht daher der Verstärkerkolben materialmäßig nicht ausgelegt werden. Der Einsatz solch teuren Materials beschränkt sich auf den Steuerschieber und den Ventilring.

Aus der DE-AS 12 07 744 sind zwar Ventilringe bekannt, die um einen Steuerschieber angeordnet sind. Diese Ventilringe sind aber nicht bezüglich des Steuerschiebers axial ver­ schiebbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen beschrieben. Deren Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Steuerschieber und den Ventilring des Bremskraftverstär­ kers der Fig. 1 entsprechend der Linie II.

In Fig. 1 ist in einem Verstärkergehäuse ein Verstärker­ kolben 1 axial verschieblich angeordnet. Im Verstärker­ kolben 1 ist ein durch den Fahrer über ein Pedal betätig­ barer Steuerschieber 2 angeordnet. Das Verstärkergehäuse hat einen Druckmitteleinlaß 3, der ständig mit einer Druckmittelquelle verbunden ist und der im Bereich eines von zwei Dichtungen 5 begrenzten, am Verstärkerkolben aus­ gebildeten Ringraumes 6 mündet. Ein ständig mit dem drucklosen Rücklaufbehälter verbundener Auslaßanschluß 4 mündet in einem Raum 7 vor dem Verstärkerkolben. Im Raum 7 ist am Verstärkerkolben 1 ein Stößel 8 abgestützt, über den beispielsweise ein nicht dargestellter Hauptzylinder betätigbar ist. Der Verstärkerkolben 1 begrenzt mit seiner gegenüberliegenden, dem Pedal zugewandten Seite einen Ver­ stärkerraum 9. Der Steuerschieber 2 ist aus dem Verstär­ kerkolben 1 durch den Verstärkerraum 9 und durch das Ge­ häuse zu einem nicht dargestellten Bremspedal geführt.

Der Steuerschieber 2 hat in seinem vorderen, im wesent­ lichen im Verstärkerkolben 1 verschiebbaren Bereich eine axiale Bohrung 10, die ständig mit dem Verstärkerraum 9 verbunden ist und gleichzeitig in einem vor dem Steuer­ schieber 2 liegenden Ventilraum 11 mündet. Der Ventilraum 11 ist über vom Steuerschieber verschließbare Steuerdurch­ lässe 12 mit dem Raum 7 verbunden.

Im Verstärkerkolben 1 ist ein mit dem Ringraum 6 verbun­ dener, den Steuerschieber 2 umgebender Druckraum 15 vorge­ sehen, der von zwei mit dem Steuerschieber 2 zusammenwir­ kenden Dichtungen 16 begrenzt ist. Von der axialen Bohrung 10 des Steuerschiebers 2 mündet ein Steuerdurchlaß 17 in den Druckraum 15. Der Steuerschieber 2 ist im Bereich des Steuerdurchlasses 17 von einem Ventilring 18 umgeben. Der Ventilring 18 ist im Verstärkerkolben 1 - soweit der Steuerschieber 2 dies zuläßt - radial beweglich, das heißt, er wird vom Verstärkerkolben 1 radial in keiner Weise gehalten. In axialer Richtung ist er zwischen zwei Anschlägen 19, 20 begrenzt verschiebbar.

In Fig. 2 ist dargestellt, welche radiale Lage der Ven­ tilring 18 relativ zum Steuerschieber 2 durch die im Bezug auf den Umfang des Steuerschiebers asymmetrische Anordnung des Steuerdurchlasses 17 einnimmt, wenn der Steuerdurchlaß 17 vom Ventilring 18 verschlossen ist.

Der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker hat folgende Funktionsweise:

In Ruhestellung befinden sich alle Teile in der gezeichne­ ten Position. Der Verstärkerraum 9 ist über die Bohrung 10, den Ventilraum 11, die Steuerdurchlässe 12 und den Raum 7 mit dem Rücklaufbehälter drucklos verbunden. Der Steuerdurchlaß 17 wird vom Ventilring 18 überdeckt, so daß der mit der Druckmittelquelle verbundene Druckraum 15 von der Bohrung 10 abgetrennt ist.

Dabei tritt der besondere Effekt auf, daß der Ventilring 18 auf seiner Innenfläche auf der Seite des Steuerdurch­ lasses 17 völlig druckentlastet ist. Auf seiner gegenüber­ liegenden Seite baut sich zwischen Steuerschieber 2 und Ventilring 18 ein Druckfeld auf. Die gesamte Außenfläche des Ventilringes 18 wird gleichmäßig vom Druck der Druck­ mittelquelle beaufschlagt. Insgesamt wirkt somit auf den Ventilring 18 eine Kraft in Richtung des Steuerdurchlasses 17. Damit wird der Ventilring 18 auf den Steuerdurchlaß 17 gedrückt, so daß auch bei groben Toleranzen eine besonders gute Abdichtung erreicht wird. Diese Anpreßkraft wird aber am Steuerschieber 2 hydraulisch kompensiert. Der Steuer­ schieber 2 überträgt daher keinerlei durch diesen Effekt bedingte Querkräfte auf seine Führungen und ist ohne die Gefahr des Verklemmens leicht axial beweglich.

Bei einer Betätigung des Bremskraftverstärkers wird der Steuerschieber in der Zeichnung gesehen nach links ver­ schoben. Dadurch werden die Steuerdurchlässe 12 verschlos­ sen, der Ventilring 18 gelangt an den Anschlag 19, so daß er vom Steuerdurchlaß 17 mehr oder weniger weit abge­ streift wird. Damit gelangt Druckmittel von der Druckmit­ telquelle in den Verstärkerraum 9, wodurch der Verstärker­ kolben 1 betätigt wird. Es wird dabei in bekannter Weise ein bestimmter, von der Betätigungskraft abhängiger Druck in den Verstärkerraum 9 eingesteuert.

Von Bedeutung ist dabei jedoch, daß durch die axiale Be­ weglichkeit des Ventilringes 18 zwischen den Anschlägen 19, 20 eine Dämpfung erreicht wird, weil zur Verlängerung des Querschnittes am Steuerdurchlaß 17 in die jeweils entge­ gengesetzte Richtung stets eine Relativbewegung zwischen Steuerschieber 2 und Verstärkerkolben 1 stattfinden muß, die größer als das Spiel des Ventilringes 18 zwischen den Anschlägen 19, 20 ist.

Nach Beendigung der Bremsung kehren alle Teile wieder in die gezeichnete Position zurück und der Verstärkerraum wird wieder vollständig druckentlastet.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß selbstverständlich auch die Verbindung des Verstärkerraumes 9 zum Rücklaufbe­ hälter mit asymmetrischen Steuerdurchlässen und einem Ven­ tilring gesteuert werden kann. Dies ist nur in der Regel deshalb nicht erforderlich, weil während der verhältnis­ mäßig kurzen Zeit der Bremsbetätigung eine gewisse Un­ dichtigkeit und die damit verbundenen Leckverluste ohne weiteres in Kauf genommen werden können. Im Gegensatz dazu muß der die meiste Zeit geschlossene Steuerdurchlaß 17 zur Druckmittelquelle möglichst dicht sein, damit keine stän­ dige Leckage und der damit verbundene Leistungsverlust auftritt.

Claims (5)

1. Bremskraftverstärker mit hydraulischer Hilfskraft­ unterstützung, insbesondere für Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem in einem Verstärkerge­ häuse verschiebbaren Verstärkerkolben und einem vom Fahrer über ein Pedal betätigbaren, im Verstärker­ kolben beweglich angeordneten Steuerschieber, bei dem über Steuerdurchlässe in Abhängigkeit von der relativen Stellung des Steuerschiebers zum Verstärkerkolben ein vom Verstärkerkolben im Verstärkergehäuse begrenzter Verstärkerraum mit einer Druckmittelquelle oder mit einem drucklosen Rücklaufbehälter verbindbar ist, wobei mindestens der Steuerdurchlaß für die Verbindung zur Druckmittelquelle in bezug auf den Umfang des Steu­ erschiebers asymmetrisch angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (2) im Bereich des Steuerdurchlasses (17) zur Druck­ mittelquelle von einem im Verstärkerkolben (1) und bezüglich des Steuerschiebers radial beweglichen und auf dem Steuerschieber (2) axial verschiebbaren Ven­ tilring (18) umgeben ist, durch den der Steuerdurch­ laß (17) verschließbar ist.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ventilring (18) im Verstärkerkolben (1) in axialer Rich­ tung zwischen Anschlägen (19, 20) gehalten ist.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilring (18) zwischen den Anschlägen (19, 20) begrenzt axial verschiebbar ist.

4. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (2) axial beidseitig des Bereiches des Steuerdurchlasses (17) mit dem Ventilring (18) gegenüber dem Verstärkerkolben (1) durch Dichtungen (16) abgedichtet ist.

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtungen (16) in Nuten des Verstärkerkolbens (1) angeordnet sind.