DE3633969A1

DE3633969A1 - Bremsdruckgeber fuer eine hydraulische kraftfahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE3633969A1
Application number: DE19863633969
Authority: DE
Inventors: Juan Belart; Wolfram Dr Seibert; Norbert Ocvirk
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1986-10-06
Filing date: 1986-10-06
Publication date: 1988-04-07
Also published as: GB2196708B; IT1223286B; GB8722734D0; GB2196708A; FR2604673A1; IT8721385A0

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremsdruckgeber für eine hydrau lische Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem durch einen hydrau lischen Hilfsdruck in einer Verstärkerkammer beaufschlagbaren Verstärkerkolben zur Betätigung eines Hauptbremszylinders, einer mit dem Verstärkerkolben zusammenwirkenden Betätigungs vorrichtung und einer durch eine Relativbewegung zwischen dem Verstärkerkolben und der Betätigungsvorrichtung betätigbaren, ein Doppelsitzventil aufweisenden Ventilvorrichtung zur Steue rung des Hilfsdruckes, durch die die Verstärkerkammer mit einem drucklosen Behälter oder mit einer einen Druckspeicher enthaltenden Hochdruckquelle verbindbar ist.

Bremsdruckgeber dieser Art zeichnen sich durch eine hohe Lei stung bei geringem Bauvolumen und durch eine gute Regelbarkeit aus. Sie eignen sich insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen mit einer Bremsschlupfregeleinrichtung und sind durch das Vorhan densein eines Druckspeichers besonders sicher gegen Ausfall.

In der Praxis hat sich bereits ein aus einer Hochdruckquelle gespeister Bremsdruckgeber bewährt (DE-OS 31 08 908), der zur Steuerung des Hilfsdrucks ein Schieberventil aufweist, das über einen Scherenhebel durch eine Relativbewegung zwischen dem Verstärkerkolben und der Betätigungsvorrichtung betätigbar ist. Diese Bauweise ermöglicht geringe Ansprechkräfte zur Einleitung eines Bremsvorganges, sie ist jedoch aufwendig und teuer in der Herstellung, da die Anforderungen an die Her stellungsgenauigkeit des Ventilschiebers und der Hebelüber setzung groß sind.

Um den Bauaufwand zu verringern, besteht bei einem aus der DE-OS 34 40 991 bekannten Bremsdruckgeber der eingangs genann ten Art die Ventilvorrichtung aus zwei mechanisch hinterein ander geschalteten, im Verstärkerkolben angeordneten Sitz ventilen, die gemeinsam durch einen Steuerkolben betätigbar sind. Hierbei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß durch die hydraulische Wirkfläche des Hochdrucksitzventils, die mit dem Speicherdruck beaufschlagt ist, eine höhere Ansprechkraft entsteht, die zu einer Beeinträchtigung des Betätigungskom forts und auch der Dressierbarkeit geringer Bremskräfte führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Brems druckgeber der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich unter Beibehaltung seiner baulichen Vorteile bezüglich einer Ventilvorrichtung mit Sitzventilen durch eine geringe An sprechkraft auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Verbindungsleitung von der Druckmittelquelle zur Ventilvor richtung ein Druckreduzierventil angeordnet ist, dessen Regel kolben im Sinne einer Verringerung der Druckreduzierung vom Druck in der Verstärkerkammer beaufschlagbar ist. Durch diese Anordnung des Druckreduzierventils wird der Druck am Eingang des Bremsdruckgebers in der Bremslösestellung, in der die Verstärkerkammer mit dem drucklosen Behälter in Verbindung steht, so weit herabgesetzt, daß sich eine vorteilhaft geringe Ansprechkraft ergibt. Wird der Bremsdruckgeber betätigt, so verringert der in der Verstärkerkammer ansteigende Hilfsdruck die Druckreduzierung so weit, daß schließlich der volle Speicherdruck am Eingang des Bremsdruckgebers zur Hilfsdruck erzeugung zur Verfügung steht. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Bremsdruckgebers hat weiterhin den Vorteil, daß sie sehr einfach ist, da das Druckreduzierventil keinen großen Bau aufwand benötigt und leicht in den Bremsdruckgeber integriert werden kann. Weiterhin ist von Vorteil, daß das Druckredu zierventil in der Bremslösestellung den hohen Ladedruck des Druckspeichers zurückhält, so daß die Dichtungen auf der Hochdruckseite im Bremsdruckgeber nur einer vergleichsweise geringen Druckbelastung ausgesetzt sind. Hierdurch wird die Lebensdauer der Dichtungen erhöht und Leckverluste in der Bremslösestellung, die zu einem Entleeren des Druckspeichers führen können, werden erheblich verringert.

Vorzugsweise enthält das Druckreduzierventil ein Sitzventil, durch das der an die Hochdruckquelle anschließbare Eingang sperrbar ist. Hierdurch wird mit einfachen baulichen Mitteln ein Ventil geschaffen, das in der Bremslösestellung die Ver bindung zwischen dem Druckspeicher und dem Bremsdruckgeber dauerhaft dicht verschließt, so daß es nicht zu einem allmäh lichen Ansteigen des Reduzierdruckes am Eingang des Brems druckgebers kommen kann.

Das Druckreduzierventil kann gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens so aufgebaut sein, daß das Sitzventil in Strömungsrichtung schließt und der Regelkolben in Ventil schließrichtung vom Ausgangsdruck und in Ventilöffnungsrich tung von einer Federkraft und vom Druck in der Verstärker kammer beaufschlagbar ist. Um ein Öffnen des Druckreduzier ventils bei einer Betätigung der Bremse unter allen Umständen zu gewährleisten, kann erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen sein, daß die Federkraft größer ist als die auf das Schließ glied des Sitzventils in Schließrichtung einwirkende Druck kraft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung läßt sich eine bauliche Vereinfachung dadurch erzielen, daß der Regel kolben dem Ausgangsdruck und dem Druck in der Verstärkerkammer gleiche hydraulische Wirkflächen entgegensetzt. Weiterhin wurde gefunden, daß ein günstiges Betätigungsverhalten und eine vorteilhaft niedrige Ansprechkraft mit dem erfindungs gemäßen Bremsdruckgeber erzielt werden können, wenn der Druck reduzierungsfaktor des Druckreduzierventils bei druckloser Verstärkerkammer 10 oder mehr beträgt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Die Zeichnung zeigt in einer einzigen Figur eine hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Bremsdruckgeber und einem Druckreduzierventil, die im Längs schnitt dargestellt sind.

Der dargestellte Bremsdruckgeber besteht aus einem Hauptzylin der 1, der durch einen hydraulischen Kraftverstärker 2 be tätigbar ist. Der Hauptzylinder 1 weist eine Arbeitskammer 3 mit einer Anschlußbohrung 4 auf, an die ein erster Bremskreis 5 angeschlossen ist, über den zwei Radbremsen 6, 7 eines Kraftfahrzeuges betätigbar sind.

Der Hauptzylinder 1 ist in herkömmlicher Weise aufgebaut und besitzt einen Hauptzylinderkolben 8, der axial verschiebbar in einer Zylinderbohrung 9 geführt ist, eine Manschettendichtung 10 trägt und durch eine Druckfeder 11 in Bremslöserichtung vorgespannt ist. Die Druckfeder 11 ist an einem Federtopf 12 abgestützt, in dem ein Ventilstößel 13 gelagert ist, dessen in der Darstellung rechtes Ende ein Schließglied 14 trägt, das mit einer Bohrung 15 im Hauptzylinderkolben 8 als sogenanntes Zentralventil zusammenwirkt, durch das in der Bremslösestel lung die Arbeitskammer 3 mit einem Raum 16 in Verbindung steht, der über einen Gehäuseanschluß 17 und eine Druckleitung 18 eine Verbindung zu einem drucklosen Behälter 19 hat. Ferner ist der Hauptzylinderkolben 8 mit Axialbohrungen 20 versehen, die vom Raum 16 zur Rückseite der Manschettendichtung 10 führen und ein Überströmen von Druckmittel aus dem Raum 16 über den Rand der Manschettendichtung 10 in die Arbeitskammer 3 begünstigen.

Der hydraulische Kraftverstärker besteht im wesentlichen aus einem in einer Gehäusebohrung 21 geführten Verstärkerkolben 22 dessen Mantelfläche durch eine Kolbenstufe 23 abgestuft ist. Mit seinem im Durchmesser größeren Abschnitt begrenzt der Verstärkerkolben 22 einen Umfangsringraum 24 und mit der Kolbenstufe 23 bildet er im Zusammenwirken mit der Gehäuse bohrung 21 eine Verstärkerkammer 25. Im Inneren des Verstär kerkolbens 22 ist ein mit einer Axialbohrung 26 versehener Schließkolben 27 angeordnet, dessen mittlerer Abschnitt einen Bund aufweist, der ein Ventilschließglied 28 bildet, das in der dargestellten Bremslösestellung von einer Druckfeder 30 in Anlage an einem Ventilsitz 29 gehalten wird. Der Schließkolben 27 ist von einem Ringraum 31 umgeben, der über Radialbohrungen 32, 33 hydraulisch mit dem Umfangsringraum 24 verbunden ist. Über eine Druckstange 34 ist der Hauptzylinderkolben 8 am Verstärkerkolben 22 abgestützt.

Im Verstärkerkolben 22 ist ferner ein durch ein Bremspedal 35 betätigbarer Steuerkolben 36 angeordnet, der relativ zum Verstärkerkolben 22 verschiebbar ist und mit einer Stirnflä che, die ein hier als Kugel ausgebildetes Schließglied 37 trägt, in die Verstärkerkammer 25 ragt. In Bremslöserichtung wirkt auf den Steuerkolben 36 eine Druckfeder 38 ein, die an dem im Verstärkerkolben 22 befestigten Ventilsitz 29 abge stützt ist. Das Schließglied 37 wirkt mit einem Ventilsitz 39 zusammen, der von dem durch den Ventilsitz 29 hindurchragenden Ende des Schließkolbens 27 gebildet wird. Durch Anlage an dem Ventilsitz 39 sperrt das Schließglied 37 die Mündung der Axialbohrung 26 im Schließkolben 27 und trennt dadurch die Verstärkerkammer 25 von dem Raum 16, mit dem die Axialbohrung 26 über Bohrungen 40 in Verbindung steht.

Von der Verstärkerkammer 25 des Kraftverstärkers 2 zweigt eine Anschlußbohrung 41 ab, an der ein zweiter Bremskreis 42 ange schlossen ist, über den zwei weitere Radbremsen 43, 44 des Kraftfahrzeugs betätigbar sind. Die Verstärkerkammer 25 ist außerdem über eine Verbindungsleitung 45 an ein Druckreduzier ventil 46 angeschlossen, das in eine Verbindungsleitung 47 geschaltet ist, die von einer in den Umfangsringraum 24 mün denden Anschlußbohrung 48 zu einer Hochdruckquelle 49 führt durch die der Kraftverstärker 2 mit Druckmittel gespeist wird.

Das Druckreduzierventil 46 besteht aus einem in Strömungsrich tung schließenden Sitzventil 50 mit einem als Kugel ausgebil deten Schließglied 51, das mit einem gehäusefesten Ventilsitz 52 zusammenwirkt. Durch das Sitzventil 50 ist ein an die Hochdruckquelle 49 angeschlossener Ventileingangsraum 53 von einem an die Anschlußbohrung 48 des Kraftverstärkers 2 an geschlossenen Ventilausgangsraum 54 trennbar. Der Ventilaus gangsraum 54 ist durch einen Regelkolben 55 begrenzt, der mit einem Zapfen 56 am Schließglied 51 anliegt. Der Regelkolben 55 trennt den Ventilausgangsraum 54 von einem Steuerraum 57, der an die Verbindungsleitung 45 angeschlossen ist und eine vor gespannte Druckfeder 58 enthält, die den Regelkolben 55 in Richtung auf den Ventilausgangsraum 54 mit einer Federkraft beaufschlagt. Die Größe der Federkraft ist dabei so bemessen, daß sie ausreicht, um die größte hydraulische Schließkraft zu überwinden, die auf das Schließglied 51 einwirken kann.

Die Hochdruckquelle 49 besteht aus einer motorgetriebenen Pumpe 59, die aus dem Behälter 19 über ein Rückschlagventil 60 einen Druckspeicher 61 lädt, wobei der Pumpenantrieb in Ab hängigkeit vom Speicherladedruck geschaltet wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Bremsanlage ist folgende:

In der dargestellten Bremslösestellung steht der Bremskreis 5 über das offene Zentralventil 14, 15 mit dem Raum 16 in Ver bindung, der über die Druckleitung 18 an den drucklosen Be hälter 19 angeschlossen ist. Der Steuerkolben 36 befindet sich in seiner zurückgezogenen Endstellung, in der das Schließglied 37 von dem Ventilsitz 39 abgehoben ist, so daß der Bremskreis 42 über die offene Axialbohrung 26 und die Bohrung 40 eben falls mit dem Raum 16 verbunden ist. Das Ventilschließglied 28 befindet sich in Schließstellung in Anlage am Ventilsitz 29 und hält dadurch den Ringraum 31 geschlossen. Der Druck im Ringraum 31 und in dem diesem vorgeschalteten Umfangsringraum 24 sowie in dem Ventilausgangsraum 54 wird durch das Druckre duzierventil 46 auf der niedrigsten Reduzierstufe gehalten, da der Steuerraum 57 wie die Verstärkerkammer 25 drucklos ist. Lediglich in der Ventileingangskammer 53 herrscht der volle Speicherdruck der Hochdruckquelle 49, der dort von dem ge schlossenen Sitzventil 50 zurückgehalten wird.

Wird das Bremspedal 35 zur Einleitung eines Bremsvorganges be tätigt, so wird zunächst der Steuerkolben 36 verschoben und das Schließglied 37 gegen den Ventilsitz 39 gedrückt. Hier durch wird die Verstärkerkammer 25 vom Raum 16 getrennt. Um nun in der Verstärkerkammer 25 einen Druck zur Betätigung der Bremse aufbauen zu können, muß das Ventilschließglied 28 von seinem Ventilsitz 29 abgehoben werden. Hierzu ist neben der verhältnismäßig geringen Kraft der Druckfeder 30 vor allem die hydraulische Schließkraft zu überwinden, die sich aus der Be aufschlagung der Differenzfläche zwischen den Querschnitten D ₂ und D ₁ ergibt. Da der Druck im Ringraum 31 durch das Druck reduzierventil 46 erheblich herabgesetzt ist, ist diese hy draulische Schließkraft ebenfalls nicht sehr groß, so daß sich das Ventilschließglied 28 mit recht kleiner Kraft öffnen läßt. Sobald das Ventilschließglied 28 geöffnet und der Ringraum 31 mit der Verstärkerkammer 25 verbunden ist, steigt der Druck in der Verstärkerkammer 25 an und schiebt den Verstärkerkolben 22 zusammen mit dem Hauptzylinderkolben 8 in Betätigungsrichtung. Der Verstärkerkolben 22 setzt sich dabei schon bei geringem Druckanstieg in Bewegung, da durch den reduzierten Druck im Umfangsringraum 24 die Reibungswiderstände an den Verstärker kolbendichtungen 62, 63, 64 gering sind.

Sobald das Zentralventil 14, 15 geschlossen ist, steigt in der Verstärkerkammer 25 und in der Arbeitskammer 3 des Hauptzy linders 1 der Druck an und bewirkt eine Betätigung der Rad bremsen 6, 7, 43, 44.

Der Druckanstieg in der Verstärkerkammer 25 bewirkt weiterhin eine Verringerung der Druckreduzierung durch das Druckredu zierventil 46, da dieser Druck im Steuerraum 57 die Druckfeder 58 unterstützt, so daß das Sitzventil 50 nur bei entsprechen dem Anstieg des Drucks in der Ventilausgangskammer 54 wieder in eine Schließstellung gelangen kann. Da der Regelkolben 55 auf beiden Seiten gleiche Wirkflächen hat, ist ein Schließen des Druckreduzierventils nur möglich, wenn der Druck in der Ventilausgangskammer 54 um den Betrag höher ist als der Druck im Steuerraum 57, der sich aus dem Quotienten der Federkraft der Druckfeder 58 und der Querschnittsfläche des Regelkolbens 55 ergibt. Das Druckreduzierventil 46 ist daher immer be strebt, dem Kraftverstärker 2 auf der Eingangsseite einen um den genannten Betrag über dem in die Verstärkerkammer 25 ein gesteuerten Druck liegenden Druck zur Verfügung zu stellen. Hierdurch wird in jeder Betätigungsphase eine ausreichende Ansprechbereitschaft des Bremsdruckgebers gewährleistet. Sinkt die Druckdifferenz zwischen dem Druck am Eingang des Kraftver stärkers und dem in die Verstärkerkammer eingesteuerten Druck unter den genannten Betrag, so bleibt das Druckreduzierventil permanent geöffnet. Dies kann bei höheren Betätigungsdrücken eintreten und ist dann für den Betätigungsvorgang nicht mehr von Nachteil.

Beim Lösen der Bremse kehren die Kolben und Ventile des Brems druckgebers in die in der Zeichnung dargestellte Ausgangslage zurück, wobei die Drücke über den Raum 16 zum Behälter 19 ab gebaut werden. Da hierbei auch der Steuerraum 57 wieder druck los wird, stellt sich im Ventilausgangsraum 54 des Druckre duzierventils 46 der durch die Federkraft der Druckfeder 58 vorgegebene reduzierte Druck wieder ein, so daß die Ansprech kräfte bei erneuter Betätigung des Bremsdruckgebers wieder vorteilhaft herabgesetzt sind.

Bezugszeichenliste 1 Hauptzylinder
2 Kraftverstärker
3 Arbeitskammer
4 Anschlußbohrung
5 Bremskreis
6 Radbremse
7 Radbremse
8 Hauptzylinderkolben
9 Zylinderbohrung
10 Manschettendichtung
11 Druckfeder
12 Federtopf
13 Ventilstößel
14 Schließglied
15 Bohrung
16 Raum
17 Gehäuseanschluß
18 Druckleitung
19 Behälter
20 Axialbohrung
21 Gehäusebohrung
22 Verstärkerkolben
23 Kolbenstufe
24 Umfangsringraum
25 Verstärkerkammer
26 Axialbohrung
27 Schließkolben
28 Ventilschließglied
29 Ventilsitz
30 Druckfeder
31 Ringraum
32 Radialbohrung
33 Radialbohrung
34 Druckstange
35 Bremspedal
36 Steuerkolben
37 Schließglied
38 Druckfeder
39 Ventilsitz
40 Bohrungen
41 Anschlußbohrung
42 Bremskreis
43 Radbremse
44 Radbremse
45 Verbindungsleitung
46 Druckreduzierventil
47 Verbindungsleitung
48 Anschlußbohrung
49 Hochdruckquelle
50 Sitzventil
51 Schließglied
52 Ventilsitz
53 Ventileingangsraum
54 Ventilausgangsraum
55 Regelkolben
56 Zapfen
57 Steuerraum
58 Druckfeder
59 Pumpe
60 Rückschlagventil
61 Druckspeicher
62 Dichtung
63 Dichtung
64 Dichtung

Claims

1. Bremsdruckgeber für eine hydraulische Kraftfahrzeugbrems anlage mit einem durch einen hydraulischen Hilfsdruck in einer Verstärkerkammer beaufschlagbaren Verstärkerkolben zur Betä tigung eines Hauptbremszylinders, einer mit dem Verstärker kolben zusammenwirkenden Betätigungsvorrichtung und einer durch eine Relativbewegung zwischen dem Verstärkerkolben und der Betätigungsvorrichtung betätigbaren, ein Doppelsitzventil aufweisenden Ventilvorrichtung zur Steuerung des Hilfsdruckes durch die die Verstärkerkammer mit einem drucklosen Behälter oder mit einer einen Druckspeicher enthaltenden Hochdruck quelle verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ver bindungsleitung (47) von der Hochdruckquelle (49) zur Ventil vorrichtung (28, 29) ein Druckreduzierventil (26) angeordnet ist, dessen Regelkolben (55) im Sinne einer Verringerung der Druckreduzierung vom Druck in der Verstärkerkammer (25) beaufschlagbar ist.

2. Bremsdruckgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckreduzierventil (46) ein Sitzventil (50) enthält, durch das der an die Hochdruckquelle anschließbare Eingang (53) sperrbar ist.

3. Bremsdruckgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sitzventil (50) in Strömungsrichtung schließt und daß der Regelkolben (55) in Ventilschließrichtung vom Ausgangsdruck und in Ventilöffnungsrichtung von der Kraft einer Druckfeder (58) und vom Druck in der Verstärkerkammer (25) beaufschlagbar ist.

4. Bremsdruckgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Federkraft der Druckfeder (58) größer ist als die auf das Schließglied (51) des Sitzventils (50) in Schließrichtung einwirkende Druckkraft.

5. Bremsdruckgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (55) dem Ausgangs druck und dem Druck in der Verstärkerkammer (25) gleiche hy draulische Wirkflächen entgegensetzt.

6. Bremsdruckgeber nach einem vorhergehenden Anspruch, da durch gekennzeichnet, daß der Druckreduzierungsfaktor 10 oder mehr beträgt, wenn die Verstärkerkammer (25) drucklos ist.