DE3218194C2 - Hydraulischer Kraftverstärker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Kraftverstärker zur Betätigung von Hauptbremszylindern in hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein hydraulischer Kraftverstärker mit den vorgenannten Merk­ malen ist beispielsweise aus dem "ATE-Bremsen-Handbuch", 6. Auflage 1979, Bartsch-Verlag, Seiten 98 bis 104, be­ kannt. Der dort beschriebene Kraftverstärker ist Kernstück einer Bremskraftverstärkungsanlage und weist ein mit einer Zylinderbohrung versehenes Gehäuse auf, in dem ein Ver­ stärkerkolben dichtend geführt ist. Der Verstärkerkolben weist an seiner Mantelfläche eine Umfangsnut auf, die ständig mit einem Speicherdruck beaufschlagt ist. Beider­ seits dieser Umfangsnut befinden sich Hochdruckdichtungen. Eine Stirnfläche des Verstärkerkolbens begrenzt einen Druck­ raum, in den eine pedalbetätigbare Kolbenstange ragt. Mit der pedalbetätigbaren Kolbenstange ist ein Kolbenschieber eines Bremsventils verbunden, das in Abhängigkeit der auf die Kolbenstange ausgeübten Kraft den Speicherdruck in der Umfangsnut moduliert und dem Druckraum zuleitet. Der Kolbenschieber ist in einer Axialbohrung des Verstärker­ kolbens geführt.

In der Bremslösestellung ist der Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers mit einem drucklosen Behälter verbunden, so daß die Anlage die Ruhestellung einnimmt. Wird über die Kolbenstange eine Betätigungskraft auf den Steuer­ schieber übertragen, so verschiebt sich dieser relativ zum Verstärkerkolben und unterbricht zunächst eine Ver­ bindung zwischen dem Druckraum und dem drucklosen Be­ hälter. Bei weiterer Relativverschiebung des Steuer­ schiebers kommen Steuerkanäle im Steuerschieber und im Verstärkerkolben zur Überdeckung, so daß ein der Pedal­ kraft entsprechender Druck in den Druckraum gelangt. Hat der Druck im Druckraum ein bestimmtes Maß überschritten, bei dem die Reibkräfte der den Verstärkerkolben dichtenden Ringdichtungen überwunden wird, setzt sich der Verstärker­ kolben in Richtung auf den Hauptzylinder in Bewegung, so daß eine Betätigung der Radbremsen stattfindet. Dabei ist zu beachten, daß die auf den Verstärkerkolben ein­ wirkenden Reibkräfte nicht unerheblich sind, da in der Umfangsnut des Verstärkerkolbens ständig der hohe Speicher­ druck steht. Ferner tritt die Erscheinung auf, daß der Verstärkerkolben nach dem Erreichen des Ansprechdrucks im Druckraum relativ abrupt nach vorne getrieben wird, da die Haftreibung der den Verstärkerkolben dichtenden Ring­ dichtungen in eine geringere Gleitreibung übergeht. Obwohl der Steuerschieber mit feinsten Toleranzen in den Ver­ stärkerkolben eingepaßt ist, tritt dennoch eine Leckage auf, die erfahrungsgemäß vom Druck der zur Verfügung stehenden Hochdruckquelle abhängig ist.

Ein hydraulischer Verstärker mit den eingangs genannten Merkmalen ist ferner aus der DE-AS 19 07 104 bekannt. Das dort beschriebene Gerät weist im wesentlichen den vor­ stehend erläuterten Aufbau auf und hat sich zusätzlich zur Aufgabe gemacht eine stetige Vorwärtsbewegung des Ver­ stärkerkolbens bei Betätigung des Steuerschiebers zu er­ reichen. Zu dem Zweck schlägt das in der DE-AS 19 07 104 beschriebene Gerät vor, nach dem Trennen des Druckraums vom drucklosen Behälter eine positive Schaltüberdeckung vorzusehen, die bei weiterer Bremsbetätigung zu einem statischen Druckaufbau führt, der ausreichend ist, die Reibkräfte der den Verstärkerkolben dichtenden Ring­ dichtungen zu überwinden.

Bei dem beschriebenen Gerät ist es als nachteilig anzusehen, daß die Fertigungstoleranzen hinsichtlich der positiven Schaltüberdeckung extrem genau eingehalten werden müssen, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Dies ist natürlich mit entsprechend hohen Fertigungskosten verbunden. Des­ weiteren besteht bei diesem hydraulischen Bremskraftver­ stärker weiterhin der Nachteil, daß der hydraulische Fremddruck ständig in der Umfangsnut des Verstärker­ kolbens bzw. am Steuerschieber des Bremsventils ansteht. Das Leckageproblem ist also in keiner Weise gelöst. Dies ist in dem Zusammenhang zu sehen, daß sich bei heutigen Kraftfahrzeugbremsanlagen mit hydraulischer Kraftver­ stärkung eine Tendenz zu immer höheren Drücken der Fremdenergiequelle abzeichnet.

Aus der DE-OS 23 59 307 ist ein hydraulischer Kraftverstärker zur Betätigung von Hauptbremszylindern in hydraulischen Kraftfahrzeugbremsen bekannt geworden, der mit einer Fremddruckquelle, bestehend aus einer Pumpe und einem Speicher versehen ist, mit einem in einer Gehäusebohrung dichtend geführten Verstärkerkolben, der mit einer Stirnfläche einen Druckraum begrenzt, mit einem baulich getrennt vom Kraftverstärker betätigbaren Bremsventil, das einen Fremddruck in Abhängigkeit von einer Pedalkraft regelt und dem Druckraum des Kraftverstärkers zuführt. Das Bremsventil ist zur Steuerung der Druckmittelverbindung zwischen dem Druckraum und dem drucklosen Vorratsbehälter oder zwischen dem Druckraum und dem Speicher als Sitzventil gestaltet, das in Abhängigkeit des in den Arbeitskammern des Tandemhauptzylinders vorherrschenden Drucks betätigbar ist. Das Bremsventil bewirkt somit die für eine hydraulische Verstärkung des Tandemhauptzylinders notwendige Servokraft, die in Abhängigkeit der konstruktiv festgelegten und druckbeaufschlagten Wirkfläche das Ansprechverhalten und den Druckverlauf im Druckraum bestimmt. Die konstruktive Ausbildung sowie die daraus abgeleitete Ansteuercharakteristik des Bremsventils innerhalb der Bremsanlage führen zu nicht unerheblichen Ansprechkräften die aus der Energieübertragung des Servodrucks auf den Verstärkerkolben hergeleitet sind.

Demgegenüber hat es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gemacht,einen hydraulischen Kraftverstärker der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß sich ein weiches Ansprechverhalten bei Bremsbetätigung ergibt und daß die Leckage auf ein Minimum reduziert ist. Ferner soll der Kraftverstärker einfach aufgebaut und sicher im Betrieb sein.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach zwischen der Fremdruckquelle und dem relativ zum Verstärkerkolben verschiebbaren Steuerventil des Bremsventils ein Druckminderventil angeordnet ist, wobei ein einen Ventildurchgang steuernder Stufenkolben des Druckminderventils in Abhängigkeit der Bremsventilstellung über eine kleinere Wirkfläche in Öffnungsrichtung des Ventildurchgangs unmittelbar vom Fremdruck und gleichzeitig über eine entgegengelegene größere Wirkfläche in Schließrichtung vom geminderten Druck der Fremddruckquelle beaufschlagt ist, und wobei in einem permanent an den Druckraum angeschlossenen Umfangsringraum eine weitere Wirkfläche des Stufenkolbens den geminderten Druck im Druckraum derart ausgesetzt ist, daß eine weitere Kraft in Öffnungsrichtung erzeugt werden kann.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß die den Verstärkerkolben abdichtenden Ringdichtungen während des Betriebes nur mit einem relativ geringen Druck beaufschlagt sind, so daß die auf den Verstärker­ kolben einwirkenden Reibungskräfte entsprechend gering sind. Dadurch ergibt sich ein entsprechend weiches An­ sprechverhalten des hydraulischen Kraftverstärkers. Außer­ dem wird die Leckage am Steuerschieber auf ein unvermeid­ bares Maß reduziert. Ferner läßt sich der Steuerschieber des Bremsventils bei einer derartigen Ausgestaltung grober tolerieren; unter Umständen kann der Steuerschieber sogar mit Gummidichtungen versehen sein, was zu einer erheblichen Kostenverminderung bei minimaler Leckage führt.

Zu einer vorteilhaften Weiterbildung gelangt man ferner dadurch, daß in einer Stufenbohrung des Druckminderventils der Stufenkolben verschiebbar geführt ist, wobei zwischen dem größeren und dem kleineren Durchmesser des Stufenkolbens der Umfangsringraum vorgesehen ist, der mit dem Druckraum verbunden ist. Diese kompakt bauende Ausgestaltung hat zur Folge, daß der Verstärkerkolben während des Betriebs der Bremsanlage von einem vergleichsweise geringen Druck beaufschlagt wird. Die im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers vorherrschende Druckkraft, die ein Maß für die Bremsintensität ist, wird dazu benutzt, den Druck am Verstärkerkolben dem Druckbedarf im Druckraum nachzu­ führen. Die wirksamen Flächen im Umfangsringraum können beliebig bemessen werden.

Wenn an der Stirnfläche des Stufenkolbens mit kleinerem Durchmesser ein Ventilschließglied angeordnet ist, das im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz die Druckmittelleitungen zwischen der Fremddruckquelle und dem Verstärkerkolben steuert, ist ein konstruktiv einfaches Ventil zwischen der Fremddruckquelle und dem Verstärkerkolben realisiert. Zur Vermeidung einer unerwünschten Leckage am Druckminder­ ventil sind beiderseits des Umfangsringraums Ringdichtungen angeordnet. Diese Ringdichtungen setzen den Betätigungs­ drücken keine wesentlichen Reibkräfte entgegen, so daß das Druckminderventil generell schnell anspricht und starken Schwankungen der Pedalkraft unverzüglich folgt. Alternativ kann der Steuerkolben selbstdichtend in der Stufenbohrung des Druckminderventils geführt sein, wo­ durch eine weitere Gerätevereinfachung eintritt. Die Ring­ dichtungen werden eingespart, was einerseits zu einer Fertigungsvereinfachung und andererseits zu einer Ver­ ringerung der zu montierenden Teile führt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungs­ gegenstandes sieht vor, daß ein Überdruckventil vorgesehen ist, das einerseits vom Druck im Druckraum und anderer­ seits von dem dem Verstärkerkolben zugeführten Druck beaufschlagt ist und zum Druckraum aufschaltet, wenn der Differenzdruck den Öffnungsdruck überschreitet. Der Ein­ satz eines derartigen Überdruckventils ist insbesondere in den Betriebszuständen vorteilhaft, in denen der hydraulische Kraftverstärker voll aus gesteuert ist und bei denen anschließend die Pedalkraft relativ rasch reduziert wird. Ohne Überdruckventil könnte dabei der Fall eintreten, daß der Druck der Fremddruckenergiequelle in voller Höhe zwischen den Ringdichtungen des Verstärker­ kolbens anliegt. Durch die vorstehend beschriebene Maß­ nahme wird der Druck auf den Verstärkerkolben derart be­ einflußt, daß er nie mehr als der Druck im Druckraum zuzüglich des Aufschaltdrucks des Überdruckventils beträgt. Das heißt, daß die Rückstellfedern im Bremskraftverstärker schwächer ausgelegt werden können, was zu einer nochmaligen Verringerung der Ansteuerkraft führt, da der Verstärker­ kolben sich beim Vorhandensein des Überdruckventils bei einem noch geringeren Druck im Druckraum in Bewegung setzt.

Vorzugsweise sind das Druckminderventil und das Überdruck­ ventil zu einer Baueinheit zusammengefaßt und in das Ver­ stärkergehäuse integriert. Dadurch ergibt sich eine Kompakteinheit, die einfach im Kraftfahrzeug zu montieren ist, wobei der Montageaufwand gegenüber separat ausge­ führten Geräteeinheiten erheblich reduziert ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Fig. 1 bis Fig. 4 der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und Fig. 3 hydraulische Bremsanlagen in prinzipieller Darstellung und

Fig. 2 und Fig. 4 Druckdiagramme.

Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

In Fig. 1 ist eine hydraulische Zweikreis-Bremsanlage mit einem Tandemhauptzylinder 1 dargestellt. Von den Arbeitskammern 2, 3 des Tandemhauptzylinders 1 zweigen Bremskreise 4, 5 zu den Radbremszylindern eines Kraftfahr­ zeuges ab. Der Tandemhauptzylinder 1 ist durch einen hydraulischen Kraftverstärker 6 betätigbar, der seiner­ seits aus einem in einer Gehäusebohrung 7 geführten Ver­ stärkerkolben 8 besteht. Der Verstärkerkolben 8 weist an einem Teil seiner Mantelfläche eine Radialnut 9 auf, die mit dem Gehäuse 10 einen Umfangsringraum 11 bildet. Eine in der Darstellung rechte Stirnfläche des Verstärker­ kolbens 8 begrenzt einen Druckraum 12.

Der Verstärkerkolben 8 weist ferner eine Axialbohrung 13 auf, in der ein Steuerschieber 14 unter Selbstdichtung ge­ führt ist. Der Steuerschieber 14 steht über einen Be­ tätigungskolben 15 mit einem Bremspedal 16 in Verbindung und verfügt über einen Axialkanal 17 sowie zwei Radialkanäle 18, 19. Desgleichen ist der Verstärkerkolben 8 mit einem Radialkanal 20 versehen, der von dem Umfangsringraum 11 radial zur Axialbohrung 13 des Verstärkerkolbens 8 führt. Ein weiterer in die Axialbohrung 13 mündender Druckmittelkanal 21 im Verstärkerkolben 8 steht mit einem drucklosen Behälter 22 in Verbindung.

Der drucklose Behälter 22 steht einerseits mit der Nachlauf­ bohrung 23, 24 des Tandemhauptzylinders in Verbindung und wirkt andererseits als Sumpf für eine durch einen Motor 25 angetriebene Druckmittelpumpe 26. Zu diesem Zweck führt vom drucklosen Behälter 22 eine Druckmittelleitung 27 über ein Filterelement 28 zur Druckmittelpumpe 26. Darüberhinaus steht der drucklose Behälter 22 mit einem Raum 29 in Verbindung, der im wesentlichen durch die in der Darstellung linke Fläche des Verstärkerkolbens 8 und den dem ersten Bremskreis zugeordneten Hauptzylinderkolben 30 begrenzt wird. In diesem Raum 29 ist zur Rückstellung des Verstärkerkolbens 8 eine Druckfeder 31 vorgesehen. Der Ausgang der Druckmittelpumpe 26 ist über ein Rück­ schlagventil 32 und Druckmittelleitungen 33, 34 mit einem Druckspeicher 35 verbunden. Am Druckspeicher 35 ist über eine weitere Druckleitung 36 ein Druckminderventil 37 an­ geschlossen, das über eine Druckmittelleitung 38 eine Verbindung zum Umfangsringraum 11 des hydraulischen Kraft­ verstärkers 6 hat und außerdem über eine Druckmittel­ leitung 39 am Druckraum 12 des hydraulischen Kraftver­ stärkers angeschlossen ist.

Das Druckminderventil 37 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 40, das mit einer Stufenbohrung 41 ver­ sehen ist. In der Stufenbohrung 41 ist ein Stufenkolben 42 axial verschiebbar geführt. Das Kolbenteil 43 mit kleinerem Durchmesser bildet mit Teilen des Gehäuses 40 einen Raum 44, während die Stirnfläche des Kolbenteils 45 mit größerem Durchmesser einen Raum 46 begrenzt. Die Räume 44, 46 sind durch eine Druckmittelleitung 47 miteinander verbunden. Am Kolbenteil 43 mit kleinerem Durchmesser ist ein Ventilschließglied 48 angeformt, das im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz 49 eine Unterbrechung der Druckmittelleitungen 36, 38 herbeiführen kann. Der Stufenkolben 42 verfügt ferner über eine radiale Umfangsnut 50, die zusammen mit Teilen des Gehäuses 40 einen Ringraum 51 bildet, der die Stufe in der Stufenbohrung 41 überdeckt und über die Druckmittelleitung 39 eine Verbindung zum Druckraum 12 des hydraulischen Kraftver­ stärker 6 hat. Der Stufenkolben 42 trägt beiderseits der radialen Umfangsnut 50 Ringdichtungen 52, 53.

Nachfolgend ist die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Bremsanlage näher erläutert, wobei Ausgangspunkt der Be­ trachtungen der Bremslösezustand sein soll, in dem keine Kraft auf das Bremspedal 16 ausgeübt wird. Ferner sei an­ genommen, daß der Druckspeicher 35 zunächst drucklos ist, wie es z. B. nach einer längeren Stillstandszeit des Kraft­ fahrzeuges auftreten kann. In diesem Zustand befindet sich der Verstärkerkolben 8 infolge der Kraftwirkung der Rück­ stellfeder 31 in einer in der Darstellung rechten Endstel­ lung. Der Stufenkolben 42, auf den keinerlei Federkräfte wirken, befindet sich in einer unbestimmten Axiallage in der Stufenbohrung 41. Bei einer Inbetriebnahme des Kraft­ fahrzeuges läuft die Druckmittelpumpe 26 an, wodurch die mit dem Motor 25 mechanisch gekoppelte Druckmittelpumpe 26 Druckmittel aus dem drucklosen Behälter 22 ansaugt und über das Rückschlagventil 32 dem Druckspeicher 35 zuführt. Ferner werden die Räume 44, 46 dem Druck des Druckspeichers 35 ausgesetzt. Dadurch verschiebt sich der Stufenkolben 42 in eine in der Darstellung linke Endstellung. Wenn der Druckspeicher 35 den vorgeschriebenen Höchstdruck (beispielsweise 180 bar) erreicht hat, beträgt der Druck im Druckraum 44, bzw. im Umfangsringraum 11 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 bei geeigneter Dimensionierung der Durchmesser des Stufenkolbens 42 beispielsweise 35 bar, wobei das Ventilschließglied 48 auf dem Ventilsitz 49 aufliegt und die Druckmittelleitungen 36, 38 voneinander trennt. Durch seine Verbindung zum drucklosen Behälter 22 ist der Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers bzw. der Umfangsringraum 51 des Druckminderventils 37 drucklos.

Bei einer Betätigungskraft auf das Bremspedal 16 bewegt sich der Betätigungskolben 15 mit dem Steuerschieber 14 re­ lativ zum Verstärkerkolben 8 nach links, wodurch zunächst der Druckmittelkanal 21, der Verbindung zum drucklosen Be­ hälter 22 hat, geschlossen wird. Bei fortgesetzter Bewegung des Steuerschiebers 14 gelangt der Radialkanal 18 im Steuerschieber 14 mit dem Radialkanal 20 im Verstärkerkolben 8 zur Überdeckung; Druckmittel aus dem Umfangsring 11 strömt über den Radialkanal 18, den Axialkanal 17 und den Radialkanal 18 in den Druckraum des hydraulischen Kraftver­ stärkers 6, und der Umfangsringraum 51 des Druckminderven­ tils 37 wird über die Druckmittelleitung 39 druckbe­ aufschlagt. Durch diese Druckbeaufschlagung des Umfangs­ ringraums 51 wird auf den Stufenkolben 42 eine Kraft aus­ geübt, die dem Produkt aus der eingesteuerten Druckkraft und der Differenzfläche zwischen kleinerem Kolbenteil 43 und größerem Kolbenteil 45 entspricht. Diese Kraft wirkt auf das Ventil 48, 49 des Druckminderventils 37 in Öff­ nungsrichtung. Infolge des in den Druckraum 12 eingesteuer­ ten Drucks verschiebt sich der Verstärkerkolben 8 in der Darstellung nach links, wodurch die Relativstellung zwi­ schen Verstärkerkolben 8 und Steuerschieber 14 geändert wird, wobei eine gesonderte Schnüffelstellung erreicht wird, in der der Druckmittelkanal 21 zum drucklosen Behäl­ ter 22 verschlossen ist und der Radialkanal des Steuer­ schiebers 14 minimal mit dem Radialkanal 20 des Verstärkerkolbens 8 zur Überdeckung gebracht ist. Entsprechend der Bewegung des Verstärkerkolbens 8 des hydraulischen Kraft­ verstärkers 6 werden auch die Hauptzylinderkolben 30, 54 des Tandemhauptzylinders in der Darstellung nach links ver­ schoben, wodurch sich die Arbeitskammern 2, 3 verkleinern und ein entsprechender Bremsdruck in den Bremskreisen 4, 5 bzw. in den an den Bremskreisen angeschlossenen Radbremsen erzeugt wird.

Durch die Druckbeaufschlagung des Umfangringraums 51 mit dem im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers 6 vor­ herrschenden Druck stellt sich am Druckminderventil 37 ein neuer Gleichgewichtszustand ein, in dem der Druck in der Druckmittelleitung 38 bzw. im Umfangsringraum 11 in Abhän­ gigkeit vom Druck im Druckraum 12 angehoben ist. Eine wei­ tere Verschiebung des Steuerschiebers 14 in der Darstellung nach links stört diesen Gleichgewichtszustand erneut, wobei jeweils der Druck im Umfangsringraum 11 angehoben wird. Bei Vollaussteuerung des hydraulischen Kraftverstärkers 6 ist auch das Ventil 48, 49 des Druckmin­ derventils 37 voll geöffnet, so daß in den Räumen 44, 51, 46, 11 und 12 gleiche Drücke herrschen. Beim Lösen des Bremspedals 16 kehren alle beweglichen Teile der Bremsanla­ ge in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurück.

Bei Ausfall des Drucks im Druckspeicher 35 ist eine Druck­ versorgung der Bremskreise 4, 5 ohne weiteres, wenn auch mit wesentlich erhöhter Kraft am Bremspedal 16 erzeugbar. In diesem Störfall verschiebt sich der Betätigungskolben 15 mit dem Steuerschieber 14 in der Axialbohrung 13 des Ver­ stärkerkolbens 8 soweit, bis er am Boden der Axialbohrung 13 anschlägt. Bei weiterer Erhöhung der Betätigungskraft am Bremspedal 16 werden nun der Verstärkerkolben 8 und die Hauptzylinderkolben 30, 54 des Tandemhauptzylinders 1 in der Darstellung nach links verschoben, wodurch die Brems­ kreise 4, 5 rein mechanisch unter Druck gesetzt werden. Da­ bei sind die Räume 44, 51, 46 des Druckminderventils 37 drucklos, so daß der Stufenkolben 42 eine beliebige Lage in der Stufenbohrung 41 einnimmt, in der die Notfunktion der Bremsanlage nicht beeinträchtigt ist.

Der Druckverlauf in den Räumen 44, 51 bzw. in den Räumen 11, 12 ist in Fig. 2 dargestellt. Bei diesem Druckdiagramm ist vorausgesetzt, daß der Druckspeicher 35 auf seinen Höchstwert, beispielsweise 180 bar, aufgeladen ist. Die Wirkflächen des Druckminderventils 37 sollen so ausgelegt sein, daß sich im Ruhezustand (Bremslösestellung) d. h., bei drucklosem Druckraum 12, ein Druck im Umfangsringraum 11 von 35 bar einstellt. Sobald Druckmittel in den Druckraum 12 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 strömt, steigt auch der Druck im Umfangsringraum 51 des Druckminderventils 37 an, was zur Folge hat, daß der Druck im Umfangsringraum 11 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 stetig dem Druck im Druckraum 12 nachgeführt wird, bis beim Erreichen der Vollbremsstellung im Umfangsring­ raum 11 und im Druckraum 12 Druckgleichheit hergestellt ist. In dem dargestellten Druckdiagramm ist der Druck im Raum 44 des Druckminderventils 37 bzw. im Umfangsring­ raum 11 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 mit P¹ und der Druck im Raum 51 bzw. im Druckraum 12 mit P² be­ zeichnet. Die in das Druckdiagramm eingezeichnete Kenn­ linie gibt den oben erläuterten Sachverhalt wieder.

Bei der in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Bremsanlage kann bei einem abrupten Übergang von der Vollbremsstellung in die Bremslösestellung der Fall eintreten, daß im Um­ fangsringraum 11 der volle Druck des Druckspeichers 35 (180 bar) vorherrscht, während der Druckraum 12 des hydrau­ lischen Kraftverstärkers 6 bereits mit dem drucklosen Be­ hälter 22 verbunden ist. Diese hohe Druckdifferenz zwischen dem Umfangsringraum 11 und den angrenzenden Räumen 12, 29 bedingt ebenfalls erhebliche Reibkräfte am Verstärkerkolben 8, was durch entsprechend stark ausgelegte Rückstellfedern 31 kompensiert werden muß. Zur Vermeidung dieser hohen Druckdifferenz ist gemäß Fig. 3 eine hydraulische Bremsan­ lage derart ausgebildet, daß zwischen dem Umfangsringraum 11 und dem Druckraum 12 des hydraulischen Kraftverstärkers 8 ein Überdruckventil 55 zwischengeschaltet ist. Da sich das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 mit Ausnahme des Über­ druckventils 55 nicht von der in Fig. 1 dargestellten Anla­ ge unterscheidet, wird an dieser Stelle auf den Aufbau im einzelnen nicht näher Bezug genommen. Das Überdruckventil 55 ist vom Innenumfangsringraum 11 zum Druckraum 12 des hy­ draulischen Kraftverstärkers 6 aufschaltbar, wenn der Druck im Innenumfangsraum 11 um den Öffnungsdruck des Überdruckventils 55 höher liegt. Unterhalb dieses Diffe­ renzdruckes bzw. bei Druckgleichheit am Überdruckventil 55 übt das Überdruckventil 55 eine reine Sperrfunktion aus.

Ausgangspunkt der Erläuterung der Funktionsweise der Brems­ anlage sei die im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterte Voll­ bremsstellung, in der im Umfangsringraum 11 sowie im Druck­ raum 12 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 der volle Druck des Druckspeichers 35 vorliegt. Wird das Bremspedal 16 aus dieser Betriebslage schlagartig in die Bremslöse­ stellung überführt, so sinkt der Druck im Druckraum 12 re­ lativ rasch gegenüber dem Druck im Umfangsringraum 11 ab. Die Druckdifferenz Δp zwischen den Räumen 11, 12 kann je­ doch infolge des Überdruckventils 55 allenfalls einen Wert annehmen, der dem Öffnungsdruck des Überdruckventils 55 entspricht. Ist der Öffnungsdruck des Überdruckventils 55 beispielsweise auf p = 50 bar eingestellt, so kann auch die Druckdifferenz zwischen den Räumen 11, 12 höchstens diesen Wert annehmen; die Folge davon ist, daß der rückwärtigen Bewegung des Verstärkerkolbens 8 geringere Reibkräfte ent­ gegenwirken, so daß es möglich ist, die Druckfeder 31 im Raum 29 entsprechend schwächer auszulegen.

Schließlich gibt Fig. 4 den Zusammenhang zwischen dem Druck im Umfangsringraum 11 und dem Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers 6 wieder. Auch dabei ist angenommen, daß der höchstens im Druckspeicher 35 erzeugbare Druck 180 bar beträgt. Der Öffnungsdruck des Überdruckventils 55 sei auf p = 50 bar eingestellt. Es ist aus der Kennlinie deutlich erkennbar, daß der angesprochene Differenzdruck zwischen den Räumen 11, 12 allenfalls diesen Druck von 50 bar anneh­ men kann.

Claims (7)

1. Hydraulischer Kraftverstärker zur Betätigung von Haupt­ bremszylindern in hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanla­ gen, mit einer Fremddruckquelle, bestehend aus einer Pum­ pe und einem Speicher, einem in einer Gehäusebohrung dicht geführten Verstärkerkolben, der mit einer Stirn­ fläche einen Druckraum begrenzt und bei dem ein pedalbe­ tätigbares Bremsventil mit einem relativ zum Verstärker­ kolben verschiebbaren Steuerschieber vorgesehen ist, das einen Fremddruck in Abhängigkeit von einer Pedalkraft re­ gelt und dem Druckraum zuführt, wobei der Druckraum in der Bremslösestellung mit einem drucklosen Behälter ver­ bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zwischen der Fremddruckquelle und dem relativ zum Ver­ stärkerkolben verschiebbaren Steuerventil des Brems­ ventils ein Druckminderventil (37) angeordnet ist,
• b) ein einen Ventildurchgang (48, 49) steuernder Stufen­ kolben (42) des Druckminderventils (37) in Abhängig­ keit der Bremsventilstellung über eine kleinere Wirk­ fläche in Öffnungsrichtung des Ventildurchganges (48, 49) unmittelbar vom Fremddruck und gleichzeitig über eine entgegengelegene größere Wirkfläche in Schließ­ richtung vom geminderten Druck der Fremddruckquelle (35) beaufschlagbar ist,
• c) in einem permanent an den Druckraum (12) angeschlossenen Umfangsringraum (51) eine weitere Wirkfläche des Stufenkolbens (42) dem geminderten Druck im Druckraum (12) derart ausgesetzt ist, daß eine weitere Kraft in Öffnungsrichtung erzeugbar ist.

2. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Stufenbohrung (41) des Druckminderventils (37) der Stufenkolben (42) verschiebbar geführt ist und daß zwischen einem größeren Kolbenteil (45) und einem kleineren Kolbenteil (43) des Stufenkolbens (42) der Umfangsringraum (51) vorgesehen ist, der mit dem Druckraum (12) des hydraulischen Kraftverstärkers (6) verbunden ist.

3. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnfläche des Stufenkolbens (42) mit kleinerem Durchmesser ein Ventilschließglied (48) angeordnet ist, das im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz (49) die Druckmittelleitungen (36, 38) zwischen der Fremddruckquelle (35) und dem Verstärkerkolben (8) steuert.

4. Hydraulischer Kraftverstärker nach einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des Umfangsringraums (51) Ringdichtungen (52, 53) angeordnet sind.

5. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (42) selbstdichtend in der Stufenbohrung (41) des Druckminderventils (37) geführt ist.

6. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überdruckventil (55) vorgesehen ist, das einerseits vom Druck im Druckraum (12) und andererseits von dem dem Verstärkerkolben (8) zugeführten Druck beaufschlagt ist und zum Druckraum (12) aufschaltet, wenn der Differenzdruck (ΔP) den Öffnungsdruck überschreitet.

7. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckminderventil (37) und das Überdruckventil (55) zu einer Baueinheit zusammengefaßt und in das Gehäuse (10) des hydraulischen Kraftverstärkers (6) integriert sind.