DE3201624A1

DE3201624A1 - Hydraulischer kraftverstaerker, insbesondere fuer kraftfahrzeug-bremsanlagen

Info

Publication number: DE3201624A1
Application number: DE19823201624
Authority: DE
Inventors: Glyn Phillip Reginald Leek Wootton Warwickshire Farr; Helmut 5431 Moschheim Heibel
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1981-01-21
Filing date: 1982-01-20
Publication date: 1982-09-16
Also published as: FR2498143A1

Description

PATENTANWÄLTE·* - - " Z ". I'll „'dr.-ing. franz. mcuesthofp

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GÖETZ ""⁵*·'»»■·««>* »«"«op* (.9*7-1956)

DIPL.-ING. GERHARD PULS (19J2-I971)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS £ _DIpi,cheh.dr.e. Freiherr von pechmann

DR.-ING. DIETER BEHRENS

DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

569

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 10 j ι telegramm: protectpatent telex: 524070

20. Januar 1982

Patentanmeldung

Anmelder:

LUCAS INDUSTRIES LIMITED Great King Street
Birmingham, 19, England

Titel:

Hydraulischer Kraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen

PATENTANWÄLTE; __-..- -_,- ^ - Z - "dr.-ing. franz tuesthoff

WUESTHOFF-ν. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ »»-'hh-freda wuuthoff (1,27-1««)

DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971)

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS D1PL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

lA-55 569 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 jo ji

TELEGRAMM: PROTECTPATENT

Telex: j24070

Hydraulischer Kraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Kraftverstärker mit einem Gehäuse mit einer Bohrung, einem an eine Quelle für hydraulisches Druckfluid anschließbaren Einlaß, einem an einen Behälter für Fluid anschließbaren Auslaß, einem pedalbetätigten Eingangsglied, einem Ausgangsglied und einem in der Bohrung arbeitenden Verstärkerkolben, bei dem eine auf das Eingangsglied ausgeübte Kraft auf das Ausgangsglied übertragen und vom Verstärkerkolben verstärkt wird, der bei Unterdrucksetzung einer Verstärkungskammer durch Fluiddruck aus der Quelle in der Bohrung vorgeschoben wird, wobei die Unterdrucksetzung der Verstärkungskammer von einer Steuerventil-Anordnung gesteuert wird, welche die Verbindung zwischen dem Einlaß und der Verstärkungskammer und zwischen letzterer und dem Auslaß steuert und bei einer Relativbewegung von Bauteilen des Kraftverstärkers beim Verstellen des pedalbetätigten Eingangsgliedes betätigt wird.

Bekannte Kraftverstärker dieser Art werden in Kraftfahrzeug-Bremsanlagen benutzt, wobei das Ausgangsglied eine Ausgangskraft aus dem Kraftverstärker auf einen Hauptzylinder überträgt, um die Bremsanlage unter Druck zu setzen. Eine Schwierig-

/2

55 569

keit besteht darin, daß eine beträchtliche anfängliche Bewegung des Pedals notwendig ist, um Totgang in der Bremsanlage auszugleichen, bevor die Ausgangskraft zum Betätigen von Bremsbetätigungsvorrichtungen genutzt werden kann. Der Totgang in einer Bremsanlage umfaßt nicht nur Spiel zwischen mechanischen Teilen der Anlage, sondern auch die Elastizität in Bauteilen von geringer Steifigkeit, z.B. in Dichtgliedern und Schläuchen sowie in Federn einer Bremsbetätigungsvorrichtung.

Ein Versuch zur Lösung dieses Problems ist aus der veröffentlichten britischen Patentanmeldung 2 049 850 bekannt, gemäß der das Ausgangsglied ebenfalls in der Bohrung im Gehäuse arbeitet und bei einer Bewegung des Eingangsgliedes mit unter Druck gesetztem Fluid beaufschlagt wird. Dadurch wird eine Bewegung des Ausgangsgliedes, jedoch nicht des Verstärkerkolbens hervorgerufen, und somit überträgt das Ausgangsglied auf den Hauptzylinder eine Ausgangskraft, die zum Ausgleichen des Totganges in der Bremsanlage ausreicht. Diese Konstruktion hat jedoch den Nachteil, daß die Länge des Kraftverstärkers durch den vom Ausgangsglied benötigten zusätzlichen Hubweg·vergrößert wird.

Erfindungsgemäß arbeitet bei einem Kraftverstärker der eingangs beschriebenen Gattung das Ausgangsglied in einer Bohrung im Verstärkerkolben und ist abhängig von einer Unterdrucksetzung einer Hilfskammer bewegbar, und bei einer anfänglichen Bewegung des Eingangsgliedes in einer Bremsbetätigungsrichtung läßt die Steuerventil-Anordnung unter Druck stehendes Fluid in die Hilfskammer einströmen, so daß das Ausgangsglied in bezug auf den Verstärkerkolben um einen Betrag vorgeschoben wird, der durch eine Begrenzungsvorrichtung bestimmt ist, wobei der Verstärkerkolben in der Bohrung nicht vorgeschoben wird, und daß bei einer weiteren Bewegung des Eingangsgliedes der Verstärkerkolben und das Ausgangsglied sich

- & - 9 55 569

bei Unterdrucksetzung der Verstärkungskammer zusammen bewegen.

Für die anfängliche Bewegung des Eingangsgliedes ist nur eine kleine Anfangsbewegung des Pedals erforderlich, und der normalerweise durch Bewegen des Pedals aufgehobene weitere Totgang wird statt dessen durch eine Bewegung des Ausgangsgliedes in bezug auf den Verstärkerkolben ausgeglichen. Die Verwendung des in einer Bohrung im Verstärkerkolben arbeitenden Ausgangsgliedes bedeutet, daß die Länge des Kraftverstärkers nicht vergrößert wird.

Der Weg, den das Ausgangsglied in bezug auf den Verstärkerkolben zurücklegt, kann so gewählt sein, daß aller Totgang in der Bremsanlage ausgeglichen und letztere mit einem verhältnismäßig niedrigen Niveau unter Druck gesetzt wird.

Die Hilfskammer ist in der Bohrung im Verstärkerkolben zwischen letzterem und dem Ausgangsglied ausgebildet.

Die Begrenzungsvorrichtung kann von einer HiIfsventil-Anordnung gebildet sein, die, wenn der der Hilfskammer zugeführte Druck einen im voraus festgelegten Wert erreicht, die Hilfskammer abtrennt, um eine weitere Bewegung des Ausgangsgliedes in bezug auf den Verstärkerkolben zu verhindern. Der Druck in der Hilfskammer ist von der Reaktionskraft abhängig, die von dem in der Bremsanlage herrschenden Druck auf den Kraftverstärker ausgeübt wird. Somit wird der Druck in der Hilfskammer, bei dem die Hilfsventil-Anordnung betätigt wird, so gewählt, daß er einem gewünschten Niveau der Unterdrucksetzung der Bremsanlage entspricht.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Begrenzungsvorrichtung von einem am Verstärkerkolben angeordneten Anschlagglied gebildet sein, an das sich das Ausgangsglied

/4

- -ff - yfO 55

anlegt. Das Ausgangsglied bewegt sich somit in bezug auf den Verstärkerkolben um eine feste Strecke.

Bei einer Ausführungsform öffnet die Steuerventil-Anordnung bei einer anfänglichen Bewegung des Eingangsgliedes die Verbindung zwischen der Hilfskammer und dem Einlaß, um Fluid durch eine Hilfsventil-Anordnung hindurch zuzuführen, die ein Hilfsventil aufweist, welches bei einem vorbestimmten Niveau des der Hilfskammer zugeführten Druckes schließt, um die Hilfskammer abzutrennen, wobei dann die Steuerventil-Anordnung die Verbindung zwischen dem Einlaß und der Verstärkungskammer öffnet.

Die Hilfsventil-Anordnung weist einen Ventilkörper auf, der sich bei dem vorbestimmten Druck zu schließen vermag. Der Ventilkörper kann von einem Bauteil gebildet sein, das von einer Feder in die Schließstellung vorgespannt, jedoch von einem durch Federkraft vorgespannten Hilfskolben in der Offenstellung gehalten wird, wobei der Hilfskolben auf den der Hilfskammer zugeführten Druck anspricht und das Schließen der Hilfsventil-Anordnung ermöglicht, wenn der vorbestimmte Druck erreicht ist.

Die Steuerventil-Anordnung kann in bezug aufeinander bewegliche Bauteile aufweisen, zu denen ein in einer Bohrung arbeitender Ventilmechanismus gehört. Der Ventilmechanismus kann in einer Bohrung im Verstärkerkolben arbeiten und ein Bauteil aufweisen, das in bezug auf das Eingangsglied beweglich ist und eine Druck aussetzbare Fläche aufweist. Das Schließen der Hilfsventil-Anordnung kann zur Erhöhung des Druckes von der Druck aussetzbaren Fläche zugeführtem Fluid führen, wodurch das Bauteil in bezug auf das Eingangsglied bewegt wird, um die Verbindung zwischen dem Einlaß und der Verstärkungskammer herzustellen. Bei einer anderen Ausführungsform wirkt sich das Schließen der Hilfsventil-Anordnung

/5

55 569

auf das Bauteil des Ventilmechanismus direkt aus und bewegt es fort, um die Verbindung zwischen dem Einlaß und der Ver-Stärkungskammer herzustellen. In diesem Falle kann der Hilfskolben mit dem Bauteil verbunden sein, und durch eine Bewegung des Hilfskolbens, die von dem vorbestimmten Niveau des der Hilfskammer zugeführten Druckes abhängig ist und das Schließen der Hilfsventil-Anordnung ermöglicht, wird auch das Bauteil relativ zum Eingangsglied hin bewegt, um die Verbindung zwischen dem Einlaß und der Verstärkungskammer herzustellen.

Bei einer anderen Ausführungsform besteht zwischen der Verstärkungskammer und der Hilfskammer eine ständige Verbindung. Die Begrenzungsvorrichtung kann dann von einem Anschlagglied gebildet sein. Bei einer anfänglichen Bewegung des Eingangsgliedes führt die Steuerventil-Anordnung unter Druck stehendes Fluid sowohl der Hilfskammer als auch der Verstärkungskammer zu. In diesem Falle sind die zugehörigen Flächen des Ausgangsgliedes und des Verstärkerkolbens so ausgelegt, daß die auf den Verstärkerkolben in Vorwärtsrichtung wirkende Kraft kleiner oder gleich ist der auf den Verstärkerkolben in Rückwärtsrichtung wirkenden Kraft, bis sich das Ausgangsglied um die festgelegte Strecke in bezug auf den Verstärkerkolben bewegt hat.

Auch in diesem Falle kann die Steuerventil-Anordnung in bezug aufeinander bewegliche Bauteile aufweisen, zu denen ein in der Bohrung arbeitender Ventilmechanismus gehört. Vorzugsweise arbeitet der Ventilmechanismus in einer Bohrung im Gehäuse, die von der Bohrung, in welcher der Verstärkerkolben arbeitet, getrennt ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Ventilmechanismus in einer Bohrung im Verstärkerkolben arbeiten.

Die Steuerventil-Anordnung kann durch Druck in einer Steuer-

- «Γ - 55 569

kammer betätigt werden, die abhängig von einer Relativbewegung zwischen dem Eingangsglied und dem Verstärkerkolben unter Druck gesetzt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen pedalbetätigten Kraftverstärker,

Fig. 2 den Schnitt 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch den mit einem Hauptzylinder

zusammengebauten Kraftverstärker gemäß Fig. 1,. Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen abgewandelten Kraftverstärker,
Fig. 5 einen Teilschnitt durch den mit einem Hauptzylinder

zusammengebauten Kraftverstärker gemäß Fig. 4 und Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen weiteren Kraftverstärker.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Kraftverstärker ist in einem Gehäuse 1 eine längsgerichtete, gestufte, durchgehende Bohrung 2 ausgebildet, die einen Bohrungsabschnitt 3 von größerem Durchmesser aufweist, in dem ein Verstärkerkolben 4 arbeitet. Die Bohrung 2 hat ferner einen Bohrungsabschnitt 6 von kleinerem Durchmesser, in dem ein pedalbetätigtes Eingangsglied 5 in Gestalt eines Eingangskolbens arbeitet. Im Betrieb wird eine auf das Eingangsglied 5 ausgeübte Kraft auf ein beim gezeigten Beispiel als Ausgangskolben ausgebildetes Ausgangsglied 7 übertragen und durch den Verstärkerkolben 4 verstärkt, der abhängig von Druck in einer Verstärkungskammer 8 in der Bohrung 2 vorgeschoben wird. Die Unterdrucksetzung der Verstärkungskammer 8 wird von einer Steuerventil-Anordnung 9 gesteuert, die abhängig von einer Relativbewegung zwischen dem Eingangsglied 5 und dem Verstärkerkolben 4 beteti'gt wird. Die Steuerventil-Anordnung 9 steuert die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und einem Einlaß 10 im Gehäuse 1,

- *Γ - 55

der an eine nicht dargestellte Quelle für hydraulisches Fluid, die zweckmäßigerweise ein Speicher ist, anschließbar ist, und die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und einem Auslaß 11 im Gehäuse 1, der mit einem nicht dargestellten Behälter für Fluid verbindbar ist.

Das Aur.gangsglied 7, das einen nicht dargestellten Hauptzylinder zu betätigen vermag, arbeitet in einem Abschnitt von größerem Durchmesser einer gestuften Bohrung 13 im Verstärkerkolben 4. Das Ausgangsglied 7 ist in bezug auf den Verstärkerkolben 4 abhängig von einer Unterdrucksetzung einer Hilfskammer 14 bewegbar, die in der Bohrung 13 zwischen dem Ausgangsglied 7 und dem Verstärkerkolben 4 ausgebildet ist. Die Strecke, um die sich das Ausgangsglied 7 in bezug auf den Verstärkerkolben 4 bewegt, ist durch eine Begrenzungsvorrichtung 15 bestimmt, die von einer Hilfsventil-Anordnung 16 gebildet ist. Nachdem das Ausgangsglied 7 diese Strecke zurückgelegt hat, bewegt e>s sich zusammen mit dem Verstärkerkolben 4 abhängig von der Unterdrucksetzung der Verstärkungskammer 8.

Der Einlaß 10 im Gehäuse 1 ist mit einer Einlaßöffnung 17 im Verstärkerkolben 4 über eine kreisringförmige Vertiefung und einen radialen Durchlaß 19 im Verstärkerkolben 4 verbunden. Der Auslaß 11 steht mit einer Auslaßöffnung 20 im Verstärkerkolben 4 über eine kreisringförmige Vertiefung 21, einen schrägen Kanal 22, einen axialen Kanal 23 und einen schrägen Kanal 24 im Verstärkerkolben 4 in Verbindung. Der schräge Kanal 22 verbindet ferner einen Abschnitt 25 der Bohrung 13 über die Vertiefung 21 mit dem Auslaß 11. Der Verstärkerkolben 4 weist eine Öffnung 26 auf, die über einen axialen Durchlaß 27 mit der Verstärkungskammer 8 in Verbindung steht. Die Öffnung 26 ist der Auslaßöffnung 20 gegenüber angeordnet, und gemäß Fig. 2 sind drei Öffnungen 26 und drei Auslaßöffnungen 20 mit gleichmäßigem Winkelabstand

-JgT- ■ 55 569

um einen Abschnitt 28 der Bohrung 13 angeordnet. In den Verstärkerkolben 4 ist eine weitere Öffnung 29 eingearbeitet, die in einen Kanal 30 mündet, der die Verbindung mit der Hilfskammer 14 herstellt.

Der Verstärkerkolben 4 trägt Dichtglieder 31, 32 und 33, wogegen zwischen dem Eingangsglied 5 und dem Bohrungsabschnitt 6 durch ein Dichtglied 34 abgedichtet ist.

Die Steuerventil-Anordnung 9 hat einen Ventilmechanismus 35, der im Abschnitt 28 von mittlerem Durchmesser der Bohrung 13 arbeitet. Der Ventilmechanismus 35 ist auch in einer Sackbohrung 37 im Eingangsglied 5 angeordnet und darin mit einem Feder- bzw. Sprengring 38 gesichert. Der Ventilmechanismus der Steuerventil-Anordnung 9 ist eine zweiteilige Baugruppe mit einer äußeren Hülse 39 und einem inneren Bundkolben 41, der in einer Bohrung 40 der Hülse 39 arbeitet. Die Hülse 39 ist mit ihrem hinteren Ende in der Sackbohrung 37 des Eingangsgliedes 5 aufgenommen und mit drei mit Zwischenabstand angeordneten Öffnungen 42, 43 und 44 versehen. Die Öffnung 42 am vorderen Ende der Hülse 39 steht mit der Öffnung 29 im Verstärkerkolben 4 in Verbindung. Die mittlere Öffnung 43 steuert die Verbindung sowohl zur Einlaßöffnung 17 oder zur Auslaßöffnung 20 als auch zwischen der Öffnung 26 und der Auslaßöffnung 20 und dadurch die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und dem Auslaß 11. Die Öffnung 44 steht mit der Verstärkungskammer 8 in Verbindung. Zwischen den Verstärkerkolben 4 und ein Abstützglied 46, das auf der Hülse 39 mit einem Feder- bzw. Sprengring 47 festgehalten ist, ist eine Feder 45 eingespannt, welche die Hülse 39 nach hinten vorspannt.

Der innere Bundkolben 41 ist in der Bohrung 40 verschiebbar und wird von einer Feder 48 nach hinten vorgespannt, die sich an einem am offenen Ende der Bohrung 40 angeordneten

55 569

Abstützglied 49 abstützt. Der Bundkolben 41 weist eine sich axial erstreckende, nach hinten offene Sackbohrung 50 auf. Diese hat an ihrem vorderen Ende eine erste diametrale Öffnung 51, welche die Verbindung zwischen der Sackbohrung 50 und der ersten Öffnung 42 in der Hülse 39 steuert, eine zweite diametrale Öffnung 52, welche die Verbindung zwischen der Sackbohrung 50 und der mittleren Öffnung 43 der Hülse 39 steuert, und an ihrem hinteren Ende eine dritte diametrale Öffnung 53, welche die Verbindung zwischen der Sackbohrung 50 und der dritten Öffnung 44 der Hülse 39 steuert. Die Hülse 39 trägt an ihrem vorderen Ende ein Dichtglied 54, das den mit dem ' Auslaß 11 verbundenen Bohrungsabschnitt 25 von den Öffnungen 42, 43, 44, 51, 52 und 53 in der Steuerventil-Anordnung 9 trennt.

In der Bohrung 13 des Verstärkerkolbens 4 ist vor der Steuerventil-Anordnung 9 ein Bauteil 55 zwischen einer Schulter 56 an einem Durchmesserübergang der Bohrung 13 und einem Federbzw. Sprengring 57 angeordnet. Im Bauteil 55 ist die Hilfsventil -Anordnung 16 aufgenommen, die in einer sich im Bauteil 55 axial erstreckenden Bohrung 58 angeordnet ist und einen Ventilkörper 59 aufweist, der mit einem Dichtglied 60 versehen ist und sich an einen konischen Abschnitt 61 der Bohrung 58 abdichtend anzulegen vermag. Der Ventilkörper 59 wird von einer Feder 62, die sich an einem Abstützglied 63 am vorderen Ende der Bohrung 58 abstützt, in die Schließstellung vorgespannt und hat ein hinteres Verlängerungsstück 64, das an einem am hinteren Ende der Bohrung 58 angeordneten Hilfskolben 65 anliegt. Dieser wird von einer Feder 66 nach vorn zur Anlage am Verlängerungsstück 64 des Ventilkörpers 59 vorgespannt, um die Hilfsventil-Anordnung 16 in der Offenstellung zu halten.

Die Hilfskammer 14 ist zwischen dem Dichtglied 60 auf dem Ventilkörper 59 und einem Dichtglied 68 ausgebildet, das

55 569

zwischen dem Ausgangsglied 7 und dem Abschnitt 12 der Bohrung 13 im Verstärkerkolben 4 angeordnet ist. Eine Fluidverbindung zur Hilfskammer 14 besteht über eine Vertiefung 69 im Bauteil 55, die mit dem Kanal 30 im Verstärkerkolben 4 verbunden ist, radiale Durchlässe 70 und die Hilfsventil-Anordnung 16. Das Bauteil 55 trägt Dichtglieder 71 und 72,- welche die Vertiefung 69 gegen die Hilfskammer 14 bzw. gegen den Bohrungsabschnitt 25 abdichten. Der Hilfskolben 65 trägt ein Dichtglied 67, das ebenfalls die Vertiefung 69 vom Bohrungsabschnitt 25 trennt.

In der in Fig. 1 gezeichneten Ruhestellung sind alle Bauteile zurückgezogen und der Verstärkerkolben 4 liegt am hinteren Ende 73 des Gehäuses 1 an. Die Verstärkungskammer 8 und die Hilfskammer 14 sind ebenso wie der Bohrungsabschnitt 25 mit dem Auslaß 11 verbunden.

Wenn die Bremsen betätigt werden sollen, wird die Bewegung eines nicht dargestellten Pedals auf das Eingangsglied 5 übertragen. Das Eingangsglied 5 wirkt auf die Hülse 39 und diese wiederum auf den Bundkolben bzw. das Bauteil 41, so daß sich anfänglich alle drei zusammen gegen die Kraft in der Feder 45 bewegen. Die Anfangsbewegung bewirkt, daß sich 'die mittlere Öffnung 43 der Hülse 39 aus der Deckungsstellung mit den Auslaßöffnungen 20 und den Öffnungen 26 herausbewegt und die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und dem Auslaß 11 unterbricht, so daß die Verstärkungskammer 8 mit Behälterdruck abgetrennt wird. Durch eine weitere Bewegung wird dann die Verbindung zwischen der Öffnung 43 und der Einlaßöffnung 17 geöffnet, die es ermöglicht, daß Druckfluid durch die Öffnung 52, die Sackbohrung 50, die Öffnungen 51, 42 und 29, den Kanal 30, die Vertiefung 69, die Durchlässe und die offene Hilfsventil-Anordnung 16 hindurch zur Hilfskammer 14 strömt.

/11

- *ί - 55

In der Hilfskammer 14 herrschender Druck wirkt nach hinten auf den Verstärkerkolben 4, der daher seine zurückgezogene Stellung beibehält, und ebenfalls auf das Ausgangsglied 7, das sich in bezug auf den Verstärkerkolben 4 vorschiebt und den Hauptzylinder betätigt, um die Unterdrucksetzung der Bremsanlage zu beginnen. Anfänglich ist der Druck in der Hilfskammer 14 verhältnismäßig niedrig, aber, wenn sich nach dem Ausgleichen des Totganges Druck in der Bremsanlage aufbaut, wird über das Ausgangsglied 7 eine Reaktionskraft rückübertragen, die ein Ansteigen des Druckes in der Hilfskammer 14 hervorruft. Diesem Druck ist auch das vordere Ende des Ventil- bzw. Hilfskolbens 65 ausgesetzt, und bei einem im voraus festgelegten Wert, der dem geforderten niedrigen Druckniveau in der Bremsanlage entspricht, überwindet der auf den Hilfskolben 65 wirkende Druck die Kraft in der Feder 66 und der Hilfskolben 65 bewegt sich nach hinten, wobei er das Schließen der Hilfsventil-Anordnung 16 ermöglicht und in der Hilfskammer 14 Fluid einschließt, das dann als hydraulische Stange wirkt.

Das Schließen der Hilfsventil-Anordnung 16 bewirkt, daß der Druck des die Steuerventil-Anordnung 16 durchströmenden Fluides ansteigt, und bei einem zweiten im voraus festgelegten, höheren Druck überwindet der auf das hintere Ende des Bauteils 41 wirkende Druck die Kraft in der Feder 48 und das Bauteil 41 bewegt sich nach vorn, wobei es die Verbindung zwischen der Öffnung 53 und der Öffnung 44 herstellt und das Einströmen von Druckfluid in die Verstärkungskammer 8 ermöglicht. Weil die Gesamtfläche des Verstärkerkolbens 4 größer ist als die des Ausgangsgliedes 7, die Reaktionslast bzw. -kraft aus dem Hauptzylinder dagegen unverändert ist, wird der Verstärkungskammer 8 Fluid mit einem Druck zugeführt, der niedriger ist als der Druck des in der Hilfskammer 14 eingeschlossenen Fluides. Die Steuerventil-Anordnung 16 ist somit einem Druckunterschied ausgesetzt, der sie geschlossen

55

hält. Wenn der Verstärkerkolben 4 aufgrund des Druckanstiegs in der Verstärkungskammer 8 vorgeschoben wird, bewegt sich die Einlaßöffnung 17 aus der Deckungsstellung mit der Öffnung 43 heraus und unterbricht die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und der Einlaßöffnung 17, w.enn das Eingangsglied 5 nicht über die Anfangsphase hinaus verstellt worden ist. Der Kraftverstärker ist dann in der "Halte"- oder Gleichgewichtsstellung.

Wenn das Eingangsglied 5 in der Bremsbetätigungsrichtung weiterbewegt wird, bewegen sich das Eingangsglied 5 und der Ventilmechanismus 35 der Steuerventil-Anordnung 9 gemeinsam und stellen zwischen der Einlaßöffnung 17 und der mittleren Öffnung 43 der Hülse 39 die Verbindung wieder her, damit Fluid in die Verstärkungskammer 8 einströmen kann. Wenn nun die Kraft auf das Eingangsglied 5 konstant gehalten wird, geht der Kraftverstärker in die oben beschriebene Gleichgewichtsstellung und der in der Verstärkungskammer 8 herrschende Druck wirkt auf die Fläche des Eingangsgliedes 5 und erzeugt am Pedal die Reaktionskraft oder den Betätigungsgegendruck. Der Druck in der Hilfskammer 14 steigt und fällt mit dem Druck in der Verstärkungskammer 8, liegt aber auf einem höheren Niveau, das durch das Flächenverhältnis des Verstärke'rkolbens 4 und des Ausgangsgliedes 7 bestimmt ist. Ein Verlust durch Ausströmen des unter höherem Druck stehenden Fluides aus der Hilfskammer 14 durch die Hilfsventil-Anordnung 16 hindurch oder am Dichtglied 68 vorbei führt jedoch nur zu einem vergrößerten Pedalweg und hat keinen nachteiligen Einfluß auf die Arbeitsweise des Kraftverstärker.

Wenn die Kraft auf das Eingangsglied 5 verringert wird, bewegen sich das Eingangsglied 5 und die Steuerventil- Anordnung 9 nach hinten, bis die Öffnung 43 der Hülse 39 i.n Deckungsstellung mit den Auslaßöffnungen 20 und den Öffnungen 26 kommt, in der Fluid aus der Verstärkungskammer 8 über den Durchlaß "27,

/13

- *β - 55 569

die Öffnungen 26 und 43, die Auslaßöffnungen 20 die Vertiefung 21, die Kanäle 22, 23 und 24 sowie die Öffnungen 44, 53 und 52 zum Auslaß 11 strömen kann. Wenn der Druck in der Verstärkungskammer 8 auf ein Niveau gesunken ist, bei dem die von ihm auf das Eingangsglied 5 ausgeübte Reaktionskraft kleiner ist als die über das Pedal auf das Eingangsglied 5 ausgeübte Kraft, geht der Kraftverstärker in die Gleichgewichtsstellung zurück.

Wenn die Kraft auf das Eingangsglied 5 vollständig aufgehoben wird, ist die Verstärkungskammer 8, wie vorstehend beschrieben, mit dem Auslaß 11 verbunden, bis die Feder 48 in der Lage ist, das Bauteil 41 nach hinten zu drängen und die Verbindung zwischen den Öffnungen 44 und 53 zu unterbrechen. Die Verstärkungskammer 8 bleibt aber über den Durchlaß 27, die Öffnungen 26 und 43 und die Auslaßöffnungen 20 mit dem Auslaß 11 verbunden. Der Verstärkungsdruck nimmt weiter ab, bis die Feder 66 gegen die Feder 62 und den Druck in der Hilfskammer 14 den Hilfskolben 65 verstellt und die Hilfsventil- Anordnung 16 öffnet. Das- Fluid strömt dann aus der Hilfskammer 14 über die Steuervenlil-Anordnung 9 zum Auslaß 11.

Bei Ausfall der hydraulischen Druckquelle bewegt sich das Ausgangsglied 7 gegenüber dem Verstärkerkolben 4 nicht und die über das Pedal ausgeübte Kraft wird zum Betätigen des Hauptzylinders vom Eingangsglied 5 über den Verstärkerkolben 4 auf das Ausgangsglied 7 übertragen.

Wenn in einer Ruhestellung des Kraftverstärkers oder während der anfänglichen Bewegung des Eingangsgliedes 5 ein Hauptzylinderkreis ausfällt, gleicht der Ventilmechanismus 35 der Steuerventil-Anordnung 9 den entstandenen zusätzlichen Totgang aus. Wenn ein Kreis bei arbeitendem Kraftverstärker ausfällt, dann ruft die Abnahme der Reaktionskraft in der Hilfskammer 14 und in der Verstärkungskammer 8 einen Druckabfall

- **f - i,5 569

hervor, der das'Wiederöffnen der Hilfsventil-Anordnung 16 ermöglicht, so daß der Veritilmechanismus 35 der Steuerventil-Anordnung 9 den zusätzlichen Totgang ausgleichen kann.

Der Beginn des Druckaufbaues in der Bremsanlage durch Unterdrucksetzen der Hilfskammer 14 stellt sicher, daß das erforderliche bzw. geforderte niedrige Druckniveau in der Bremsanlage ungefähr konstant ist, da die Kräfte, die überwunden werden müssen, bevor der Druckaufbau in der Bremsanlage beginnt, nur von den Kennwerten der Hilfsventil-Anordnung 16 und der Dichtglieder für die Hilfskammer 14 abhängig sind, welche bei einem gegebenen Kraftverstärker ungefähr konstant sind. Die gewählte Anordnung mit dem in einer Bohrung im Verstärkerkolben 4 arbeitenden Ausgangnglied 7 bedeutet, daß die Länge des Kraftverstärkers so klein wie möglich gehalten werden kann.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Kraftverstärkers in Kombination mit einem Hauptzylinder. 74. Das Ausgangsglied 7 wirkt dabei ebenfalls als der Kolben des HauptZylinders 74. Der Kraftverstärker und der Hauptzylinder 74 haben einen gemeinsamen Behälter, aus dem ein Druckraum 75 im Hauptzylinder 74 über eine Füllöffnung 76 versorgt wird. Durch eine anfängliche Bewegung des Ausgangsgliedes 7 wird ein Dichtglied 77, das auch die Aufgabe des Dichtgliedes 31 bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wahrnimmt, bewegt und unterbricht die Verbindung zwischen dem Druckraum 75 und der Füllöffnung 76, um die Unterdrucksetzung der Bremsanlage zu beginnen. Aufbau und Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind im übrigen die gleichen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt ebenfalls eine abgewandelte Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Kraftverstärkers, bei der das Bauteil 41

- ie - 55 569

und die Hilfsventil-Anordnung 16 verschieden ausgelegt sind. Einander entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Gemäß Fig. 4 ist der Bohrungsabschnitt von verkleinertem Durchmesser, in dem das Eingangsglied 5 arbeitet, von einem in der Bohrung 2 angeordneten ringförmigen Bauteil bzw. Napf 78 gebildet, der mit einem Dichtglied 79 abgedichtet ist. Das Dichtglied 34 ist im Napf 78 von einem kreisringförmigen Halter 80 gehalten.

Die Einlaßöffnung 17 ist in derselben axialen Ebene wie die Öffnung 29 angeordnet. Es ist nur eine Öffnung 29 vorgesehen, und statt drei, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, sind zwei Einlaßöffnungen 17 an einer zur Zeichnungsebene rechtwinkligen Linie angeordnet. Die Anordnung für die Auslaßseite ist ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, mit der Ausnahme, daß die schrägen Kanäle 22 und 24 durch radiale Durchlässe 81 und 82 ersetzt sind. Die erste Öffnung 42 in der Hülse 39 steuert die Verbindung zwischen der Öffnung 29 und den Einlaßöffnungen 17, die zweite Öffnung 43 die Verbindung zwischen den Öffnungen 20 und 26. Die dritte Öffnung 44 steht auch hier mit der Verstärkungskammer 8 in Verbindung. Die Hülse 39 steuert auch eine Öffnung 83, welche die Verbindung zwischen dem Kanal 30 und dem Bohrungsabschnitt 25 steuert. Das Bauteil 41 selbst ist geändert, und die drei Öffnungen 51, 52 und 53 sind zu einer kreisringförmigen Vertiefung 84 zusammengefaßt, die mit der Sackbohrung 50 nicht in Verbindung steht. Statt dessen weist die Sackbohrung 50 eine weitere radiale Öffnung 85 auf, die in den Bohrungsabschnitt 25 mündet, so daß die Sackbohrung 50 mit dem Auslaß Il stets verbunden ist. Beim gezeigten Beispiel ist die Feder 48 weggelassen, und statt dessen ist das vordere Ende des Bauteils 41 in einer Sackbohrung im Hilfskolben 65 angeordnet und von einem Stift 86 gehalten.

- V» - """ ' 55

Der Aufbau auch der Hilfsventil-Anordnung 16 ist insofern geändert, als der Hilfskolben 65 statt in der Bohrung 58 des Bauteils 55 in der Bohrung 13 des Verstärkerkolbens 4 arbeitet und zur Anlage am Verlängerungsstück 64 des Ventilkörpers 59 von einer Feder 87 vorgespannt wird, die sich an einem . Feder- bzw. Sprengring 88 im Bohrungsabschnitt 25 abstützt.

Gemäß Fig. 4 ist der Einlaß 10 des Kraftverstärkers über ein Rückschlagventil 90 an einen Speicher 89 angeschlossen, und der Auslaß 11 ist mit einem Behälter 91 verbunden.

In der gezeichneten Ruhestellung sind alle Bauteile zurückgezogen und das Eingangsglied 5 liegt an einem auf dem Verstärkerkolben 4 angeordneten Feder- bzw. Sprengring 92 an. Die Verstärkungskammer 8, die Hilfskammer 14 und der Bohrungsabschnitt 25 sind alle mit dem Auslaß 11 verbunden.

Wenn die Bremsen betätigt werden sollen, wird das Eingangsglied 5 mit dem Pedal über eine Eingangs- bzw. Betätigungsstange 93 betätigt und bewegt die Hülse 39, aber nicht das Bauteil 41. Die anfängliche Bewegung trennt die Öffnung 43 von den Öffnungen 20 und 26, wodurch die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und dem Auslaß 11 gesperrt wird. Eine weitere Bewegung bringt die Öffnung 42 in Deckungsstellung mit der Einlaßöffnung 17 und der Öffnung 29, in der Fluid aus der Einlaßöffnung 17 durch den Kanal 30 und die Hilfsventil-Anordnung 16 hindurch zur Hilfskammer 14 strömen kann. Druckfluid strömt auch in die kreisringförmige Vertiefung 84 des Bauteils 41 ein. Wenn der Druck in der Hilfskammer 14 ansteigt, bewegt sich der Hilfskolben 65 wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 nach hinten. Dies ermöglicht das Schließen der Hilfsventil-Anordnung 16 und bewegt auch das Bauteil 41 nach hinten, um über die Öffnung 42, die Vertiefung 84 und die Öffnung 44 die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 17 und der Verstärkungskammer 8 herzustellen.

/17

55 569

Der Verstärkerkolben 4 bewegt sich dann nach vorn in die Gleichgewichtsstellung. Der weitere Ablauf des Arbeitszyklus ist beim gezeigten Beispiel ähnlich dem der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei das Bauteil 41 und der Hilfskolben 65 gleichzeitig in ihre zurückgezogenen Stellungen zurückkehren, sobald der Verstärkerkolben 4 vollständig zurückgezogen ist.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Bauteil 41 vom Hilfskolben 65 abhängig von Druck in der Hilfskammer 14 betätigt wird und nicht von Fluiddruck in der Sackbohrung 50, der die Kraft in einer Feder überwindet. Dies bedeutet, daß es nicht möglich ist, unter Druck stehendes Fluid in die Verstärkungskammer 8 einströmen zu lassen, bevor der Druck in der Hilfskammer 14 nicht sein im voraus festgelegtes Niveau erreicht hat. Ein weiterer Vorteil der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 4 besteht darin, daß die Sackbohrung 50 im Bauteil 41 ständig mit dem Behälter 91 verbunden ist, wodurch die am Pedal sich bemerkbar machende Reaktionskraft beseitigt ist, die bei der Ausführungsform gemäß Fig. während des anfänglichen Druckaufbaues in der Bremsanlage von dem in der Sackbohrung 50 herrschenden Fluiddruck erzeugt und über die Hülse 39 und das Eingangsglied 5 übertragen wird. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird während der anfänglichen Unterdrucksetzung nur in der Hilfskammer 14 eine Reaktionskraft erzeugt, die auf das Gehäuse 1 vom Verstärkerkolben 4 übertragen wird.

Fig. 5 zeigt den Kraftverstärker gemäß Fig. 4 nach dem Zusammenbau mit einem Hauptzylinder 74. Bei dieser Konstruktion weisen der Kraftverstärker und der Hauptzylinder 74 getrennte Fluidversorgungen auf, weil der Kraftverstärker mit einem mineralischen Fluid, der Hauptzylinder 74 dagegen mit üblicher pflanzlicher oder synthetischer Bremsflüssigkeit betrieben wird. Da es darauf ankommt, die beiden Fluide voneinander getrennt zu halten, ist zwischen dem Dichtglied 31

320162A

55

am Verstärkerkolben 4 und einem zusätzlichen, stationiiren Dichtglied 95, das von dem als kombinierter. Hauptzylinder- und Ausgangskolben wirkenden Ausgangsglied 7 verschieblich durchdrungen wird, ein Raum 94 ausgebildet. Der Raum 94 weist eine Ablauföffnung 96 auf, durch die Fluidmengen, die an Undichtigkeitsstellen an den Dichtgliedern 31, 68 oder 95 in den Raum 94 einströmen, ablaufen können, so daß sich die Fluide nicht gegenseitig verunreinigen.

Fig. 6 zeigt einen anderen Kraftverstärker mit einer Steuerventil-Anordnung 9 von verschiedenem Aufbau und verschiedener Arbeitsweise. Bauteile, die solchen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Kraftverstärker ist der Verstärkerkolben 4 außen gestuft und arbeitet in der Bohrung 2 im Gehäuse 1, aus dem ein Abschnitt des Verstärkerkolbens 4 nach hinten herausragt. Die Verstärkungskammer 8 umgibt den Verstärkerkolben 4 zwischen einem auf dem Verstärkerkolben angeordneten Dichtglied 97 und einem Dichtglied 98, das in einem Abschnitt von kleinerem Durchmesser der Bohrung 2 am hinteren Ende des Gehäuses 1 angeordnet ist. Das Eingangsglied 5 arbeitet in einer Bohrung 99 im Verstärkerkolben 4, das Ausgangsglied 7 in einer weiteren im Verstärkerkolben 4 ausgebildeten Bohrung 100.

Die Hilfskammer 14 ist in der Bohrung 100 ausgebildet und steht über einen axialen Kanal 101 und eine radiale Öffnung

102 in ständiger Verbindung mit der Verstärkungskammer 8. Die Begrenzungsvorrichtung 15, die den Weg bestimmt, den das Ausgangsglied 7 in bezug auf den Verstärkerkolben 4 zurücklegen kann, ist von einem Anschlagglied in Form eines auf dem Verstärkerkolben 4 angeordneten Feder- bzw. Sprengringes

103 gebildet. Der Sprengring 103 bildet somit einen Anschlag,

55 569

der die relative Trennbewegung zwischen dem Ausgangsglied 7 und dem Verstärkerkolben 4 begrenzt. Zwischen den Sprengring 103 und ein in der Bohrung 2 am vorderen Ende des Gehäuses 1 angeordnetes Abstutzglied 105 ist eine Feder 104 eingespannt, die den Verstärkerkolben 4 so nach hinten vorspannt, daß in der gezeichneten Ruhestellung eine an einem Durchmesserübergang des Verstärkerkolbens 4 ausgebildete Schulter 106 an einer Schulter an einem Durchmesserübergang in der Bohrung 2 anliegt.

Die Steuerventil-Anordnung 9 hat einen Ventilmechanismus 107, der in einer quergerichteten Bohrung 108 im Gehäuse 1 angeordnet ist. Der Ventilmechanismus 107 ist abhängig von Druck in einer Steuerkammer 109 betätigbar, die durch eine Relativbewegung zwischen dem Eingangsglied 5 und dem Verstärkerkolben 4 unter Druck setzbar ist. Die Steuerkammer 109 ist vom vorderen Abschnitt der Bohrung 99 und von einer ringförmigen Kammer 110 gebildet, die das vordere Ende des Verstär-.kerkolbens 4 zwischen einem Dichtglied 111 und dem Dichtglied 97 umgibt. Die Kammer 110 ist mit der Bohrung 99 durch einen radialen Durchlaß 112 im Verstärkerkolben 4 verbunden.

Das Eingangsglied 5 ist außen gestuft und wird von einer Feder 113 nach hinten vorgespannt, die zwischen dem Verstärkerkolben 4 und einer Schulter 114 wirkt, welche von einem vorderen Abschnitt 115 von verkleinertem Durchmesser des Eingangsgliedes 5 gebildet ist. Das hintere Ende des Eingangsgliedes 5 weist eine Vertiefung 118 auf, in der ein sphärischer Kopf 116 einer pedalbetätigten Betätigungsstange 117 aufgenommen ist. Eine rUckwärtsgerichtete Bewegung des Eingangsgliedes 5 und der Betätigungsstange 117 wird durch ihr Anstoßen an ein Anlageglied 119 begrenzt, das in der Bohrung 99 von einem Feder- bzw. Sprengring 120 gehalten ist. Das Anlageglied 119 hält auch einen Flanschring 121 in der Bohrung 99 fest. Der Flanschring 121 trägt ein Dichtglied 123 und

• · * β

I» H

- SW - 55

wird von einem Abschnitt 122 von mittlerem Durchmesser des Eingangsgliedes 5 durchdrungen.

Der Steuerkammer 109 ist ein Füllventil 124 zugeordnet, das von einem Dichtglied 125 gebildet ist, welches auf einem Abschnitt von größtem Durchmesser des Eingangsgliedes 5 angeordnet ist. Das Dichtglied 125 wirkt mit der radialen Öffnung 102 im Verstärkerkolben 4 zusammen, welche die Verbindung zwischen der Steuerkammer 109 und der Verstärkungskam- j mer 8 herstellt. In der gezeichneten Ruhestellung ist das Füllventil 124 geöffnet, so daß die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und der Steuerkammer 109 möglich ist. Wenn das Eingangsglied 5 in bezug auf den Verstärkerkolben 4 in einer Bremsbetätigungsrichtung bewegt wird, wird das Dichtglied 125 verschoben und schließt das Füllventil 124, wodurch j

ι in der Steuerkammer 109 Fluid eingeschlossen wird, das bei weiterer Bewegung des Eingangsgliedes 5 unter Druck gesetzt wird. Der Verstärkerkolben 4 weist eine zweite radiale Öffnung 126 auf, die eine ständige Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und einer ringförmigen Kammer 127 herstellt, die in der Bohrung 99 den Abschnitt 122 des Eingangsgliedes 5 umgibt. Der Druck in der Verstärkungskaminer 8 herrscht auch in der Kammer 127 und wirkt auf das Eingangsglied 5, um es in eine Richtung zu drängen, in der das Füllventil 124 geschlossen wird.

Der als Steuerdruck wirkende Druck in der Steuerkammer 109 wirkt über eine radiale Öffnung 128 im Gehäuse 1, welche die Bohrungen 2 und 108 miteinander verbindet, auf den Ventilmechanismus 107. Die Steuerkammer 109 ist über die Öffnung 128, die Bohrung 108 und einen von letzterer ausgehenden schrägen Kanal 130 mit einer Entlüftungsschraube 129 verbunden, mittels welcher sie sich entlüften läßt. Der Ventilmechanismus 107 weist einen außen gestuften Bundkolben 131 auf, der in der Bohrung 108 und in einer Bohrung 132 einer

/21

55 569

am äußeren Ende der Bohrung 108 ortsfest angeordneten Hülse | 133 arbeitet. Die Hülse 133 bildet mit der Bohrung 108 eine ! mit dem Einlaß 10 in Verbindung stehende Einlaßvertiefung 134 ! und weist Einlaßöffnungen 135 auf, welche die Verbindung j zwischen der Vertiefung 134 und der Bohrung 132 herstellen. ; In ähnlicher Weise ist in der Bohrung 108 eine mit dem Aus- ; laß 11 in Verbindung stehende Auslaßvertiefung 136 ausgebil- j det, die mit der Bohrung 132 durch in die Hülse 133 eingearbeitete Auslaßöffnungen 137 verbunden ist. Um die Hülse 133 _; sind mit Zwischenabstand drei Dichtglieder 138, 139 und 140 ! angeordnet, welche die Einlaß- und Auslaßvertiefungen 134 j und 136 gegeneinander abdichten. ,

Der Bundkolben 131 wird zur Bohrung 2 hin von einer Feder 141 vorgespannt, die einen Abschnitt 142 von kleinstem Durchmesser des Bundkolbens 131 umschlingt und zwischen den Bundkolben ■ 131 und die Hülse 133 eingespannt ist. Der Bundkolben 131 hat ein inneres Endstück 143 von größtem Durchmesser, das im inneren Endabschnitt der Bohrung 108 arbeitet und ein Dicht- j glied 144 trägt, das den inneren Endabschnitt der Bohrung 108 gegen die Steuerkammer 109 abdichtet. Der Bundkolben 131 weist ein äußeres Endstück 145 von mittlerem Durchmesser auf, das in der Bohrung 132 der Hülse 133 arbeitet und mit einer nach innen sich erstreckenden Bohrung 146 versehen ist. Die Bohrung 146 mündet in eine weitere diametrale Öffnung 147, die :.n Verbindung mit einer Kammer 148 steht, welche in den Bohrungen 108 und 132 rings um den Abschnitt 142 des Bundkolbens 131 ausgebildet ist. Die Bohrungen 108 und 132 sind an ihren äußeren Enden mit einem abgedichteten Stopfen 149 verschlossen, der in der Bohrung 108 von einem Feder- bzw. Sprengring 150 gehalten ist. Die Kammer 148 steht mit der Verstärkungskammer 8 über einen schrägen Kanal 151 in Verbindung.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß der Steuerdruck auf

/22

- «ft - 5'5

das innere Endstück 143 des Bundkolbens 131 wirkt und ihn gegen die Kraft in der Feder 141 und gegen Verstärkungsdruck, der in der Kammer 148 und in einer zwischen dem Bundkolben 131 und dem Stopfen 149 gelegenen Kammer wirksam ist, nach außen drängt. Diese Kräfte steuern die Bewegung des Bundkolbens 131, durch welche die Verbindung zwischen der Bohrung 146 und den Öffnungen 147 einerseits und den Ein- und Auslaß-Öffnungen 135 bzw. 137 in der Hülse 133 andererseits gesteuert wird.

In der gezeichneten Ruhestellung sind alle Bauteile zurückgezogen, das Füllventil 124 ist geöffnet, so daß die Steuerkammer 109 mit der Verstärkungskammer 8 in Verbindung steht, und die Verstärkungskammer 8 ist mit dem Behälter durch den Ventilmechanismus 107 verbunden, also über den Kanal 151, die Kammer 148, die Öffnung 147, die Bohrung 146, die Öffnung3il47, die Auslaßöffhung3nl37 und die Auslaßvertiefung 136.

Wenn der Kraftverstärker betätigt werden soll., wird eine auf ein nicht dargestelltes Pedal ausgeübte Kraft über die Betätigungsstange 117 auf das Eingangsglied 5 übertragen, das dadurch gegen die Kraft in der Feder 113 und in bezug auf den Verstärkerkolben 4 verstellt wird und das Dichtglied 125 an der Öffnung 102 vorbeibewegt, um das Füllventil 124 zu schließen, wobei Fluid in der Steuerkammer 109 eingeschlossen wird. Eine weitere Bewegung des Eingangsgliedes 5 leitet dann die Unterdrucksetzung des Fluides in der Steuerkammer 109 ein, das auf das innere Endstück 143 des Bundkolbens 131 wirkt. Wenn der auf den Bundkolben 131 einwirkende Steuerdruck eine Kraft erzeugt, die zur Überwindung der Kraft in der Feder 141 ausreicht, bewegt sich der Burjdkolben 131 nach außen. Durch die Bewegung des Bundkolbens 131 wird zuerst die Öffnung 147 von den Auslaßöffnungen 137 getrennt, um die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und dein Behälter zu unterbrechen, und dann wird die Kammer 148 mit den

- €β - 55

3?

Einlaßöffnungen 135 verbunden, um die Verbindung zwischen der Druckquelle und der Verstärkungskammer 8 zu öffnen.

Druckfluid strömt in die Verstärkungskammer 8 und von dort durch die Öffnung 102 und den Kanal 101 in die Hilfskammer 14 und durch die Öffnung 126 in die Kammer 127 ein. Die Flächen des Verstärkerkolbens 4, auf die das Druckfluid einwirkt, sind so ausgelegt, daß in dieser Betätigungsphase die auf den Verstärkerkolben 4 in der Vorwärtsrichtung wirkenden Kräfie kleiner oder gleich sind den Kräften, die auf den Verstärkerkolben 4 in der Rückwärtsrichtung einwirken. Dies führt, beim gezeigten Beispiel dazu, daß unter Vernachlässigung von Feder- und Reibungskräften die Fläche der Verstärkungskammer 8 mal dem Verstärkungsdruck plus die wirksame Fläche der Steuerkammer 9 mal dem Steuerdruck kleiner oder gleich ist der Fläche der Hilfskammer 14 mal dem Verstärkungsdruck plus die Fläche der Kammer 127 mal dem Verstärkungsdruck. Jedoch wirkt der in der Hilfskammer 14 herrschende Verstärkungsdruck auf das Ausgangsglied 7 und schiebt es in bezug auf den Verstärkerkolben 4 vor, um zum Betätigen der Bremsanlage die Unterdrucksetzung des HauptZylinders zu beginnen. Das Ausgangsglied 7 legt sich dann an den Sprengring 103 an, der eine weitere Bewegung von ihm in bezug auf den Verstärkerkolben 4 verhindert. Der Weg des Ausgangsgliedes 7 ist so gewählt, daß aufgrund einer kleinen anfänglichen Bewegung des Eingangsgliedes 5 an dieser Stelle der Totgang in der Bremsanlage ausgeglichen ist und die Bremsanlage auf einem verhältnismäßig niedrigen Niveau unter Druck gesetzt wird.

Sobald das Ausgangsglied 7 an den Sprengring 103 anstößt, wird die aufgrund des in der Hilfskammer 14 herrschenden Verstärkungsdruckes auf das Ausgangsglied 7 wirkende Kraft auf den Verstärkerkolben 4 übertragen und hebt die aufgrund des Verstärkungsdruckes in der Hilfskammer 14 nach hinten gerichtete, auf den Verstärkerkolben 4 direkt wirkende Kraft auf.

55

Die auf den Verstärkerkolben 4 in Rückwärtsrichtung wirkende Kraft ist daher verringert, und bei einer weiteren Bewegung des Eingangsgliedes 5 schieben sich der Verstärkerkolben 4 und das Ausgangsglied 7 zusammen vor, um die Ausgangskraft zu erhöhen.

Wenn sich das Füllventil 124 einmal geschlossen hat, führen der Verstärkerkolben 4 und das Eingangsglied 5 gleiche Bewegungen aus und stellen sicher, daß das Füllventil 124 geschlossen bleibt. Der Verstärkungsdruck herrscht auch in der Kammer 127, in der er auf das Eingangsglied 5 wirkt und es in eine Bremsbetätigungsrichtung drängt, und ebenfalls in der Kammer 148, in der er dem Steuerdruck entgegen auf den Bundkolben 131 wirkt. Wenn die vom Verstärkungsdruck und von der Feder 141 erzeugten Kräfte am Bundkolben 131 die vom Steuerdruck erzeugte Kraft überwinden, bewegt sich der Bundkolben 131 in die Gleichgewichtsstellung, in welcher die Verstärkungskammer 8 weder mit der Druckquelle, noch mit dem Behälter verbunden ist. Der Bundkolben 131 und die Feder 141 sind so ausgelegt, daß in der Gleichgewichtsstellung der Steuerdruck höher ist als der Verstärkungsdruck; der Unterschied beträgt zweckmäßigerweise 2 bar.

Wenn die Kraft am Pedal verringert, aber nicht völlig aufgehoben wird, nimmt der Steuerdruck ab und ermöglicht es dem Bundkolben 131, sich nach innen zu bewegen und die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und dem Behälter wiederherzustellen, bis sich die Kräfte am Bundkolben 131 auegleichen und der Bundkolben 131 in die Gleichgewichtsstellung, zurückgeht. Der Verstärkungsdruck in der Kammer 127 drängt das Eingangsglied 5 in eine Bremsbetätigungsrichtung, un sicherzustellen, daß das Füllventil 124 geschlossen bleibt-, und der Verstärkungsdruck in der Hilfskammer 14 stellt :;icher, daß sich das Ausgangsglied 7 in bezug auf den Verstärkerkolben 4 nicht nach hinten bewegt.

- » - 55

3Λ

Wenn die Kraft am Pedal völlig aufgehoben wird, nimmt der Steuerdruck ab und ermöglicht es dem Bundkolben 131, die Verbindung zwischen der Verstärkungskammer 8 und dem Behälter herzustellen, und der Verstärkerkolben 4 und das Eingangsglied 5 bewegen sich in ihre zurückgezogenen Stellungen zurück. Das Füllventil 124 öffnet sich und verbindet die Verstärkungskammer 8 mit der Steuerkammer 109 nur dann, wenn der Verstärkungsdruck auf ein Niveau gesunken ist, bei dem die Feder 113 die Wirkung des in der Kammer 127 herrschenden Versti.rkungsdruckes überwinden kann. Aufgrund der Kraft, die der Hauptzylinder auf das Ausgangsglied 7 ausübt, wenn er sich :.n seine zurückgezogene Stellung zurückbewegt, kehrt das Ausgangsglied 7 dann in seine zurückgezogene Stellung zurück.

Falls der Bundkolben 131 beim Verringern der Pedalkraft in der Offen- oder in der Gleichgewichtsstellung hängenbleiben sollt2, nimmt zwar der Steuerdruck ab, aber nicht der Verstärk ungsdruck. Der in der Kammer 127 herrschende, auf das Eingangsglied 5 wirkende Verstärkungsdruck stellt sicher, daß das Füllventil 124 so lange geschlossen bleibt, wie das Ventil festsitzt, und dann erzeugt der auf den Bundkolben wirkende Verstärkungsdruck in den meisten Fällen eine Kraft, die ausreicht, um den Bundkolben 131 nach innen zu bewegen und die Verstärkungskammer 8 mit dem Behälter zu verbinden. Es ir>t wichtig, sicherzustellen, daß das Füllventil 124 in dieser Situation geschlossen bleibt, weil im umgekehrten Falle Fluid, das aus der Verstärkungskammer 8 zur Steuerkammer 109 fließt, bei betätigtem Kraftverstärker den Bundkolben 131 entlasten könnte und es dann unmöglich wäre, den Kraftverstärker zum Lösen der Bremsen zu betätigen.

Da die Hilfskammer 14 mit der Verstärkungskammer 8 ständig verbunden ist, besteht ein Punkt, bei dem die Last im Ausgangsglied 7 vom Druck in der Hilfskammer 14 nicht abgestützt

- 2* - 55 569

werden kann. Die vorstehende Beschreibung der Arbeitsweise des Kraftverstärkers geht davon aus, daß diese Grenzlast nicht erreicht worden ist. Wenn diese Last erreicht wird, wird das Ausgangsglied 7 relativ zum Verstärkerkolben 4 hin in seine zurückgezogene Stellung zurückgestellt, wodurch der zum Betätigen des Kraftverstärkers notwendige Pedalweg vergrößert wird. Zur Vermeidung dieser Pedalwegvergrößerung ist es wünschenswert, sicherzustellen, daß die Grenzlast im Ausgangsglied 7 schwierig zu erreichen ist. Der Betrag der Last ist bestimmt durch den Druck, der in der Verstärkungskammer erzeugt werden kann, und durch die zugehörigen Flächen des Verstärkerkolbens 4 und des Ausgangsgliedes 7, auf welche Drücke einwirken. Wenn somit diese Flächen beispielsweise so sind, daß der obengenannte Zustand Gleichheit zustande bringt, dann wird die Grenzlast erreicht, wenn der Verstärkungsdruck seinen Größtwert erreicht, wonach jede weitere Erhöhung der Ausgangskraft gänzlich durch erhöhte Eingangskraft aufgebracht werden muß, also im Knickpunkt des Eingangs-/Ausgangskraft-Diagramms. In den meisten Fällen ist die Last zu niedrig, d.h. sie kann in einem Notfall verhältnismäßig leicht erreicht werden; es ist somit wünschenswert, die Fläche der Hilfskammer 14, und damit die Fläche des Ausgangsgliedes 7, so viel größer zu wählen, daß die Grenzlast erst nach dem Knickpunkt erreicht wird.

Bei Ausfall der Druckquelle ist das Ausgangsglied 7 nicht in der Lage, sich in bezug auf den Verstärkerkolben 4 zu bewegen, und das Eingangsglied 5 legt sich an den Verstärkerkolben 4 an, so daß zum Betätigen des Hauptzylinders die Eingargskraft über den Verstärkerkolben 4 auf das Ausgangsglied 7 übertragen wird.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform hat den Vorteil eines einfachen Aufbaues wegen des Wegfalles der Hilfsventil-Anordnung 16. Jedoch bewegt sich das Ausgangsglied 7 zum

/27

- β* - 55 569

Ausgleichen des Totganges in der Bremsanlage in bezug auf den Verstärkerkolben 4 um einen festen Betrag statt um einen vom Druck in der Bremsanlage abhängigen Betrag und kann somit keinen Ausgleich für ausgefallene Bremskreise schaffen. Durch die Anordnung des Ventilmechanismus 107 in der quergerichteten Bohrung 108 wird auch die Länge des Kraftverstärkers verkleinert. Bei einer nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsform kann dje Steuerventil-Anordnung 9 jedoch in einer Bohrung im Verstarkerkolben 4 aufgenommen sein.

Bei allen dargestellten Ausführungsformen enthalten diejenigen DichtglLeder, die nicht leckdicht zu sein brauchen, insbesondere die Dichtglieder 32, 33 und 97, welche die Hochdruckkammern am Verstärkerkolben 4 abdichten, ein Bauelement aus reibungsarmem unelastischem Werkstoff, das die Gleitreibung der Dichtglieder mindert. Diejenigen Dichtglieder, die leckdicht sein müssen, beispielsweise die Dichtglieder 34 oder am Eingangsglied 5, sind aus elastischem Werkstoff, z.B. aus Kautschuk.

Claims

lA-55 569 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 51 Telegramm: protectpatent telex: J 24 070

Patentansprüche :

Hydraulischer Kraft\erstärker, insbesondere für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem Gehäuse mit einer Bohrung, einem an eine Quelle für hydraulisches Druckfluid anschließbaren Einlaß, einem an einen Behälter für Fluid anschließbaren Auslaß, einem pedalbetätigten Eingangsglied, einem Ausgangsglied und einem in der Bohrung arbeitenden Verstärkerkolben, bei dem eine auf das Eingangsglied ausgeübte Kraft auf das Ausgangsglied übertragen und vom Verstärkerkolben verstärkt wird, der bei Unterdrucksetzung einer Verstärkungskammer durch Fluiddruck aus der Quelle in der Bohrung vorgeschoben wird, wobei die Unterdrucksetzung der Verstärkungskammer von einer Steuerventil-Anordnung gesteuert wird, welche die Verbindung zwischen dem Einlaß und der Verstärkungskammer und zwischen letzterer und dem Auslaß steuert und bei einer Relativbewegung von Bauteilen des Kraftverstärkers beim Verstellen des pedalbetätigten Eingangsgliedes betätigt wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Ausgangsglied (7) in einer Bohrung (13; 100) im Verstärkerkolben (4) arbeitet und abhängig von einer Unterdrucksetzung einer Hilfskammer (14) bewegbar ist, und bei einer anfänglichen Bewegung des Eingangsgliedes (5) in einer Bremsbetätigungsrichtung die Steuerventil-Anordnung (9) unter Druck stehendes Fluid aus der Quelle in die Hilfskammer (14) einströmen läßt, so daß das Ausgangsglied (7) in bezug auf den Verstärkerkolben (4) um einen Betrag vorgeschoben wird, der durch eine

72

32Θ6Ϊ624

Begrenzungsvorrichtung (15) bestimmt ist, wobei der Verstärkerkolben (4) in der Bohrung (2) nicht vorgeschoben wird,, und daß bei einer weiteren Bewegung des Eingangsgliedes (5) der Verstärkerkolben (4) und das Ausgangsglied (7) sich bei Unterdrucksetzung der Verstärkungskammer (8) zusammen bewegen.
2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Hilfskammer (14) in der Bohrung (13; 100) im Verstärkerkolben (4) zwischen letzterem und dem Ausgangsglied (7) ausgebildet ist.
3. Kraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet , daß die Begrenzungsvorrichtung (15) von einer Hilfsventil-Anordnung (16) gebildet ist, die, wenn der der Hilfskammer (14) zugeführte Druck einen im voraus festgelegten Wert erreicht, die Hilfskammer (14) abtrennt, um eine weitere Bewegung des Ausgangsgliedes (7) in bezug auf den Verstärkerkolben (4) zu verhindern.
4. Kraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet , daß die Begrenzungsvorrichtung (15) von einem am Verstärkerkolben (4) angeordneten Anschlagglied (Sprengring 103) gebildet ist, an das sich das Ausgangsglied (7) anlegt und das eine feste Strecke bestimmt, um die sich das Ausgangsglied (7) in bezug auf den Verstärkerkolben (4) bewegt.
5. Kraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet , daß bei einer anfänglichen Bewegung des Eingangsgliedes (5) die Steuerventil-Anordnung (9) die Verbindung zwischen der Hilfskammer (14) und dem Einlaß (10) .öffnet, um Fluid durch die Hilfsventil-Anordnung (16) hindurch zuzuführen, die ein Hilfsventil aufweist, das bei einem vorbestimmten Niveau des der Hilfskammer (14) zugeführten Druckes schließt, um die Hilfskammer (14) abzutrennen, wobei dann

/3

- 3 - 55 569

die Steuerventil-Anordnung (9) die Verbindung zwischen dem Einlaß (10) und der Verstärkungskammer (8) öffnet.
6. Kraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Hilfsventil-Anordnung (16) einen Ventilkörper (59) aufweist, der sich zu schließen vermag, wenn ein vorbestimmter Druck der Hilfskammer (14) zugeführt wird.
7. Kraftverstärker nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Ventilkörper (59) von einem Bauteil gebildet ist, das von einer Feder.(62) in die Schließstellung vorgespannt, jedoch von einem durch Federkraft vorgespannten Hilfskolben (65) in der Offenstellung gehalten wird, wobei der Hilfskolben (65) auf den der Hilfskammer (14) zugeführten Druck anspricht und das Schließen der Hilfsventil-Anordnung (16) ermöglicht, wenn der vorbestimmte Druck erreicht ist.
8. Kraftverstärker nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerventil-Anordnung (9) in bezug aufeinander bewegliche Bauteile aufweist, zu denen eine Bohrung (28) und ein in dieser arbeitender Ventilmechanismus (35) gehören.
9. Kraftverstärker nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Ventilmechanismus (35) in einer Bohrung (28) im Verstärkerkolben (4) arbeitet und ein Bauteil (41) aufweist, das in bezug auf das Eingangsglied (5) beweglich ist und eine Druck aussetzbare Fläche aufweist.
10. Kraftverstärker nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Schließen der Hilfsventil- Anordnung (16) zur Erhöhung des Druckes von der Druck aussetzbaren Fläche zugeführtem Fluid führt, wobei das Bauteil (41) in

-A- 55 569

bezug auf das Eingangsglied (5) bewegt wird, um die Verbindung zwischen dem Einlaß (10) und der Verstärkungskammer (8) herzustellen.
11. Kraftverstärker nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet , daß sich das Schließen der Hilfsventil-Anordnung (16) auf das Bauteil (41) des Ventilmechanismus (35) direkt auswirkt und es fortbewegt, um die Verbindung zwischen dem Einlaß (10) und der Verstärkungskammer (8) herzustellen.
12. Kraftverstärker nach Anspruch 7 und 11, dadurch ge kennzeichnet , daß der Hilfskolben (65) mit dem Bauteil (41) verbunden ist und durch eine Bewegung des Hilfskolbens (65), die von dem vorbestimmten Niveau des der Hilfskammer (14) zugeführten Druckes abhängig ist und das Schließen der Hilfsventil-Anordnung (16) ermöglicht, auch das Bauteil (41) relativ zum Eingangsglied (5) hin bewegt wird, um die Verbindung zwischen dem Einlaß (10) und der Verstärkungskammer (8) herzustellen.
13. Kraftverstärker nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Verstärkungskammer (8) und der Hilfskammer (14) eine ständige Verbindung besteht und bei einer anfänglichen Bewegung des Eingangsgliedes (5) die Steuerventil-Anordnung (9) unter Druck stehendes Fluid sowohl der Hilfskammer (14) als auch der Verstärkungskammer (8) zuleitet.
14. Kraftverstärker nach Anspruch 4 und 12, dadurch ge kennzeichnet , daß die zugehörigen Flächen des Ausgangsgliedes (7) und des Verstärk-srkolbens (4) so ausgelegt sind, daß die auf den Verstärkerkolben (4) in Vorwärtsrichtung wirkende Kraft kleiner oder gleich ist der auf den Verstärkerkolben (4) in Rückwärtsrichtung wirkenden Kraft, bis sich das Ausgangsglied (7) um die festgelegte Strecke in

- 5 - .55

bezug auf den Verstärkerkolben (4) bewegt hat.
15. Kraftverstärker nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerventil-Anordnung (9) in bezug aufeinander bewegliche Bauteile aufweist, zu denen eine Bohrung (108) und ein in dieser arbeitender Ventilmechanismui; (107) gehören.
16. Kraftverstärker nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet , daß der Ventilmechanismus in einer Bohrung im Verstärkerkolben (4) arbeitet.
17. Kraftverstärker nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet , daß der Ventilmechanismus (107) in einer Bohrung (108) im Gehäuse (1) arbeitet, die von der Bohrung (2), in welcher der Verstärkerkolben (4) arbeitet, getrennt ist.
18. Kraftverstärker nach Anspruch 17, dadurch ge kennzeichnet , daß die Steuerventil-Anordnung (9) durch Druck in einer Steuerkammer (109) betätigt wird, die abhängig von einer Relativbewegung zwischen dem Eingangsglied (5) und dem Verstärkerkolben (4) unter Druck gesetzt wird.