DE3041247C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Kraftver­ stärker, bei dem in einem Gehäuse ein Druckraum zwischen einem Arbeitskolben und einem Steuerkolben über ein Zulaufventil mit einer Druckflüssigkeitsquelle und über ein Ablaufventil mit einem Vorratsbehälter verbindbar ist und beide Ventile als Sitzventile mit zu den Kolbenachsen parallelen Achsen ausgebildet sind, bei dem die Sitze des Ablaufventils und des Zulaufventils vom Arbeitskolben getragen sind, wobei das Verschlußstück des Ablaufventils auf der dem Druckraum zuge­ wandten Seite des Sitzes und das Verschlußstück des Zulauf­ ventils auf der dem Druckraum abgewandten Seite des Sitzes angeordnet ist und bei dem die Verschlußstücke bis zum Er­ reichen der Schließstellung kraftschlüssig mit dem Steuer­ kolben gekuppelt sind und die Verbindungsteile zwischen dem Steuerkolben und jedem der Verschlußstücke so bemessen sind, daß sich bei einer Relativbewegung von Steuer- und Arbeits­ kolben ein Überlappungshub ergibt, über den beide Ventile geschlossen sind, nach Patent 29 09 685.

In dem deutschen Patent 29 09 685 ist ein hy­ draulischer Kraftverstärker beschrieben, bei dem in einer größeren Bohrung ein Arbeitskolben und in einer kleineren Bohrung ein Steuerkolben untergebracht ist. Zwischen dem Arbeits­ kolben und dem Steuerkolben ist ein Druckraum gebildet, der in der unbetätigten Ruhelage des Kraftverstärkers drucklos ist. Die Anordnung weist ein Zulaufventil und ein Ablaufventil auf, über das der Druckraum bei Bremsbetätigung mit einer Druck­ flüssigkeitsquelle verbindbar ist und in Bremslösestellung mit einem drucklosen Rücklauf verbindbar ist.

Bei Bremsbetätigung wird der Steuerkolben auf den Arbeits­ kolben axial zubewegt, wobei zunächst das mit dem Steuer­ kolben verbundene Verschlußstück des Ablaufventils an den Sitz des Ablaufventils angelegt ist, so daß eine Verbindung zwischen dem Druckraum und dem drucklosen Rücklaufbehälter unterbrochen wird. Wird die Bewegung des Steuerkolbens fort­ gesetzt, so stößt ein am Steuerkolben angeformtes Verbindungs­ teil gegen den Verschlußkörper des Zulaufventils, so daß eine Verbindung zwischen dem Druckraum und der Druckflüssigkeits­ quelle hergestellt ist. Durch das in den Druckraum einge­ steuerte Druckmittel wird der Arbeitskolben in Betätigungs­ richtung verschoben, bis das Verschlußstück des Zulaufventils wiederum am Sitz zur Anlage kommt. Da beiden Ventilen ein Überlappungshub zugeordnet ist, bleiben beide Ventile bei unver­ änderter Kraft auf den Steuerkolben geschlossen. Läßt die Kraft auf den Steuerkolben nach, so wird der Arbeitskolben durch Federkraft in seine Ausgangslage zurückgeführt, in der das in den Druckraum eingesteuerte Druckmittel zum drucklosen Druckmittelbehälter zurückströmen kann.

Der beschriebene Kraftverstärker zeichnet sich insbesondere durch eine kurze Baulänge aus. Sämtliche Strömungskanäle für die Ventile sind im Arbeitskolben vorgesehen. Bei extrem langsamer Bremsbetätigung kann bei der beschriebenen Anordnung das Aufstoßen des Zulaufventils im Fahrpedal spürbar werden, da das dem Zulaufventil zugeordnete Verschlußstück vom Speicher­ druck beaufschlagt ist und nach dem Öffnen druckausgeglichen ist. Hiermit kann eine geringfügige Beeinträchtigung des Fahr­ komforts verbunden sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen hy­ draulischen Kraftverstärker mit den gattungsgemäßen Merkmalen so auszugestalten, daß unter Beibehaltung kurzer Baulänge und eines einfachen Aufbaus des Steuerkolbens eine Rückwirkung auf das Bremspedal beim Öffnen des Zulaufventils weitest­ gehend vermieden ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß in Verbindung mit den Merkmalen im Hauptanspruchoberbegriff dadurch gelöst, daß am Arbeitskolben eine an sich bekannte Hebelanordnung mit einem im wesentlichen senkrecht zur Kolbenachse schwenkbar gelagerten freien Ende eines Hebels vorgesehen ist, an dem der das Verschlußstück des Ablaufventils tragende Steuerkolbens angelegt ist und daß der Hebel im Bereich der Lagerstelle an das Verschlußstück des Zulaufventils anlegbar ist.

Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es insbesondere als vorteilhaft anzusehen, daß zwischen dem Steuerkolben und dem Verschlußstück des Zulaufventils eine Hebelübersetzung besteht. Da nun insgesamt eine geringere Kraft zum Öffnen des Zulaufventils ausreicht, wird auch die Kraftrückwirkung beim Abheben des Verschlußstückes des Zulaufventils entsprechend vermindert. Es tritt also eine Verbesserung des Fahrkomforts ein.

Wenn der Hebel durch eine Druckfeder zum Steuerkolben vorge­ spannt ist, ergibt sich eine eindeutige Ruhelage des Hebels. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen dem Ventilsitz und dem Verschlußstück des Ablaufventils in Ruhelage ein Ab­ stand eingestellt ist, da in diesem Fall eine völlige Druck­ entlastung im Druckraum eintritt. Eine vorteilhafte Ausge­ staltung ergibt sich, indem das Verschlußstück des Zulauf­ ventils durch eine Druckfeder zum Druckraum kraftbeaufschlagt ist. Auf diesem Wege werden in einfacher Weise Fertigungs­ toleranzen der Anordnung ausgeglichen, da das Verschlußstück des Ablaufventils bezogen auf die Kolbenachse geringfügig radial verschiebbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Teilschnittbildes näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Gehäuse, mit 2 ein Arbeitskolben und mit 3 ein Steuerkolben bezeichnet. Der Arbeitskolben 2 ist in einer größeren Bohrung 4 verschiebbar geführt, während der Steuerkolben 3 gleitend in einer kleineren Bohrung 5 geführt ist. Am Arbeitskolben 2 ist eine Schubstange 6 angeformt, die in dem nicht dargestellten Bereich dichtend aus dem Gehäuse 1 herausgeführt ist und mit ihrem freien Ende beispielsweise den Kolben eines Hauptzylinders einer Bremsanlage betätigt. Die Ruhelage des Arbeitskolbens 2 wird durch eine Druckfeder 7 hergestellt.

Die Mantelfläche des Arbeitskolbens 2 weist eine Aussparung 8 auf, so daß ein Ringraum 9 gebildet wird. Der Ringraum 9 steht einerseits mit einem Druckmittelzulauf 10 und andererseits mit einer Radialbohrung 11 des Arbeitskolbens 2 in Verbindung. Von der Radialbohrung 11 führt eine Axialbohrung 12 zu einem Zulaufventil 13, welches im wesentlichen aus einem Ventilsitz 14 und einem durch eine Druckfeder 15 belasteten Verschlußstück 16 besteht. Über das Zulaufventil 13 ist eine Verbindung zwischen dem Druckmittelzulauf 10 und einem Druckraum 17 herstellbar, welcher durch Teile des Arbeitskolbens 2 und des Steuerkolbens 3 begrenzt wird.

In den Druckraum 17 mündet ferner eine von einem Ventilsitz 18 umgebene Axialbohrung 19, welche über einen Kanal 20 eine Verbindung zu der dem Druckraum 17 abgewandten Stirnfläche des Arbeitskolbens 2 aufweist. In dem nicht dargestellten Bereich dieses Raumes befindet sich ferner ein Druckmittelabfluß mit einem daran angeschlossenen Rücklaufbehälter.

Im Arbeitskolben 2 ist ein im wesentlichen senkrecht zur Kolbenachse schwenkbarer Hebel 21 gelagert. Der Hebel 21 verfügt im Bereich der Lagerstelle 22 über einen Stift 23, der bei einer ausreichend großen Schwenkbewegung gegen das Verschlußstück 16 des Zulaufventils 13 stößt und das Verschlußstück 16 gegen die Kraft der Druckfeder 15 zurückschiebt. Das freie Ende des Hebels 21 befindet sich in der Anlage an einem Fortsatz 24 des Steuerkolbens 3 und wird durch eine Druckfeder 25 auf der dem Steuerkolben abgewandten Seite in dieser Stellung gehalten.

Der der Axialbohrung 19 gegenüberliegende Bereich des Steuerkolbens 3 verfügt über eine Ausnehmung 26, in der ein Verschlußstück 27 derart gelagert ist, daß es in der dargestellten Ruhelage einen Abstand zum Ventilsitz 18 aufweist. Das Verschlußstück 27 liegt an einer Anschlagkante 28 des Steuerkolbens 3 an und wird von einer Druckfeder 29 dort gehalten. Das Verschlußstück 27 bildet mit dem Ventilsitz 18 das Ablaufventil. Der Steuerkolben 3 ist in einem Hohlzylinderkörper 30 dichtend geführt. Die dem Druckraum 17 abgewandte Stirnfläche des Steuerkolbens 3 steht in Verbindung mit einer Befestigungsstange 31, welche ihrerseits durch ein nicht dargestelltes Bremspedal axial verschiebbar ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist nachfolgend näher erläutert, wobei von der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage ausgegangen wird. Bei einer Betätigungskraft F auf die Betätigungsstange 31 wird der Steuerkolben 3 in der Darstellung nach links verschoben. Durch diese Bewegung wird der Hebel 21 gegen die Kraft der Druckfeder 25 im Uhrzeigersinn geschwenkt, bis das Verschlußstück 27 am Ventilsitz 18 zur Anlage kommt und die Verbindung zwischen dem Druckraum 17 und dem nicht dargestellten Rücklaufbehälter unterbrochen ist. Bei einer weiteren nach links gerichteten Verschiebung des Steuerkolbens 3 spannt sich die das Verschlußstück 27 abstützende Druckfeder 29, während der Hebel 21 weiter geschwenkt wird. In diesem Zustand ist das Zulaufventil 13 und das aus dem Ventilsitz 18 und dem Verschlußstück 27 bestehende Ablaufventil geschlossen.

Die Schwenkbewegung des Hebels 21 setzt sich so lange fort, bis der Stift 23 gegen das Verschlußstück 16 des Zulaufventils 13 stößt und das Verschlußstück 16 von dem Ventilsitz 14 abhebt. Nun besteht eine Verbindung zwischen dem Druckmittelzulauf 10 und dem Druckraum 17, so daß Druckmittel in den Druckraum 17 einfließt. Der Arbeitskolben 2 bewegt sich daraufhin mit dem angeformten Hebel 21 in der Darstellung nach links, bis der Hebel 21 soweit zurückgeschwenkt ist, daß der Stift 23 vom Verschlußstück 16 abhebt und das Zulaufventil 13 geschlossen ist. Nun ist eine neue Gleichgewichtslage hergestellt, in der Zulaufventil und Ablaufventil geschlossen sind und der Arbeitskolben 2 bzw. die mit ihm verbundene Schubstange 6 einen der Betätigungskraft F entsprechenden Weg zurückgelegt hat. Beim Abbau der Betätigungskraft F wird die Betätigungsstange 31 über ein nicht dargestelltes Federsystem in der Darstellung nach rechts bewegt, so daß der Hebel 21 in seine Ruhelage zurückschwenkt und das Verschlußstück 27 vom Ventilsitz 18 abhebt. Nun strömt das in den Druckraum 17 eingesteuerte Druckmittel über die Axialbohrung 19 und den Kanal 20 zurück zum Druckmittelbehälter, bis sich der Druck im Druckraum 17 vollkommen abgebaut hat.

Claims (4)

1. Hydraulischer Kraftverstärker, bei dem in einem Gehäuse ein Druckraum zwischen einem Arbeitskolben und einem Steuerkolben über ein Zulaufventil mit einer Druckflüssigkeitsquelle und über ein Ablaufventil mit einem Vorratsbehälter verbindbar ist und beide Ventile als Sitzventile mit zu den Kolbenachsen parallelen Achsen ausgebildet sind, bei dem die Sitze des Ablaufventils und des Zulaufventils vom Arbeitskolben getragen sind, wobei das Verschlußstück des Ablaufventils auf der dem Druckraum zugewandten Seite des Sitzes und das Verschlußstück des Zulaufventils auf der dem Druckraum abgewandten Seite des Sitzes angeordnet ist und bei dem die Verschlußstücke bis zum Erreichen der Schließstellung kraftschlüssig mit dem Steuerkolben gekuppelt sind und die Verbindungsteile zwischen dem Steuerkolben und jedem der Verschlußstücke so bemessen sind, daß sich bei einer Relativbewegung von Steuer- und Arbeitskolben ein Überlappungshub ergibt, über dem beide Ventile geschlossen sind, nach Patent 29 09 685, dadurch gekennzeichnet, daß am Arbeitskolben (2) eine ansich bekannte Hebelanordnung mit einem im wesentlichen senkrecht zur Kolbenachse schwenkbar gelagerten freien Ende eines Hebels (21) vorgesehen ist, an dem der das Verschlußstück (27) des Ablaufventils (18, 27) tragende Steuerkolben (3) angelegt ist und daß der Hebel (21) im Bereich der Lagerstelle (22) an das Verschlußstück (16) des Zulaufventils (13) anlegbar ist.

2. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (21) durch eine Druckfeder (25) zum Steuerkolben (3) vorgespannt ist.

3. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilsitz (18) und dem Verschlußstück (27) des Ablaufventils in Ruhelage ein Abstand eingestellt ist.

4. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (27) des Ablaufventils (18, 27) durch eine Druckfeder (29) zum Druckraum (17) kraftbeaufschlagt ist.