DE3728920A1 - Bremskraftverstaerker - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker gemäß Gattung des Hauptanspruches. Bremskraftverstärker sind üblicherweise zwischen das zu betätigende Bremspedal und Hauptbremszylinder eingeschaltet, wobei sie nach Betätigung des Bremspedals unabhängig von einer aufgebrachten Brems­ kraft einen Bremsdruck erzeugen. Hierzu wird nach kurzer Betätigung des Bremspedals ein Anschluß eines Arbeits­ bzw. Druckraumes zu einem Speicher bzw. Vorratsbehälter geöffnet und Bremsflüssigkeit aus dem Speicher oder dem Vorratsbehälter, beispielsweise über eine Pumpe, in den Arbeits- bzw. Druckraum gefördert.

Ein Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Oberbegriffs der vorliegenden Anmeldung ist beispielsweise aus der DE-PS 23 62 350 bekannt. Dort besteht die Bremsventilan­ ordnung, welche der Zuführung bzw. Ableitung der Servo- Bremsflüssigkeit dient, aus einem Schieberventil, welches erhebliche Probleme bezüglich der Dichthaltung aufwirft.

Vorteile der Erfindung

Ein Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Hauptan­ spruches verwendet dagegen Sitzventile, welche von der Hebelanordnung gesteuert werden. Diese Sitzventile haben den großen Vorteil, daß sie auch nach längerer Lebens­ dauer absolut dicht bleiben, so daß der Speicher im Gegen­ satz zu einem Schieberventil relativ selten nachgeladen werden muß. Hierdurch wird zusätzlich auch eine ggfs. vorhandene Pumpe geschont, weniger Geräusch erzeugt sowie Energie gespart.

Die Anordnung der Sitzventile sowohl für den Einlaß wie auch für den Auslaß der Servo-Bremsflüssigkeit erfolgt zweckmäßigerweise in einer Ventilbuchse, welche in einer entsprechenden Gehäusebohrung festliegt. Hierdurch ist es möglich, die entsprechenden Hydraulikräume, welche für den Zu- bzw. Rückfluß der Bremsflüssigkeit zwischen Gehäuse und Ventilbuchse gebildet sind, durch Dichtungen absolut dicht zu halten, da diese Dichtungen nicht mit der Ventilbuchse bewegt werden. Es ist beispielsweise vorgesehen, die Ventilbuchse in die Gehäusebohrung einzu­ schrauben.

Das erste Sitzventil zum Einlassen des Druckmediums wird bevorzugt von einem in einer Blindbohrung der Ventilbuchse sich axial erstreckenden und gegen eine Druckfeder ab­ stützenden Ventilkegel bzw. dessen Schulter und einem von einer weiteren Ventilbuchse ausgeformten Ventilsitz gebildet. Zur Bildung des zweiten Sitzventils ist in einer Axialbohrung des Ventilkegels ein Stößel eingesetzt, der eine etwa übereinstimmende Axialbohrung aufweist. Diese Axialbohrungen sind dann an den Rückfluß angeschlossen. Der Stößel erweitert sich stirnwärtig unter Ausbildung eines Ventilsitzes, auf den wiederum ein Ventilkopf paßt, der mit dem Führungsteil verbunden ist. Durch diese Anord­ nung ist es möglich, beide Ventile durch das Führungsteil zu steuern. Dabei gleitet der Führungsteil mit einem Kolben in der Blindbohrung, wobei der Kolben auf seinem axialen Umfang von zumindest einem Kanal besetzt ist. Über diesen Kanal wird eine Verbindung zwischen Druckraum und einem Arbeitsraum bzw. den Sitzventilen hergestellt. Jeweils entsprechend der Bewegung des Führungsteils nach links oder nach rechts wird das eine Sitzventil geöffnet und das andere geschlossen.

Zur Führung des Führungsteils besitzt dieses nach einem Stangenteil einen weiteren Kolben, der in eine der Blind­ bohrung gegenüberliegende Sacklochbohrung eingreift und sich dort gegen eine Druckfeder abstützt. Diese Druck­ feder dient zum Anlegen des Führungsteils an den Hebel.

In Ausgangslage wird der Führungsteil zum Ventilsitz des Stößels hin so gehalten, daß der mit dem Führungsteil verbundene Ventilkopf seinen Ventilsitz nicht einnimmt und somit der Rückfluß der Servo-Bremsflüssigkeit zum Vorratsbehälter hin offen ist. Gleichzeitig bewirkt die den Ventilkegel in die entgegengesetzte Richtung haltende Druckfeder, daß die Schulter des Ventilkegels ihrem ent­ sprechenden Ventilsitz anliegt, so daß auch der Einlaß für Servo-Bremsflüssigkeit unterbunden ist.

Zum Öffnen bzw. Schließen des einen oder anderen Ventils ist die oben genannte Hebelanordnung vorgesehen, welche den Führungsteil mit der Kolbenstange unter ggfs. Zwischen­ schaltung von weiteren Elementen verbindet. Der Einfachheit halber besteht diese Hebelanordnung aus zwei Hebeln, welche um einen gemeinsamen Drehbolzen herum drehbar sind. Der eine Hebel besitzt eine zwar gelenkige, aber ortsfeste Verbindung mit dem Gehäuse, wozu im Beispielsfall eine Kugel in einer Gelenkpfanne sitzt, die wiederum einem Blindstopfen angeformt ist. Andererseits des Drehbolzens greift dieser festliegende Hebel in einen von einem Schieber gebildeten Führungsschacht ein. Dieser Schieber wird von der mit Bremsdruck beaufschlagbaren Kolbenstange in einer Bohrung in dem Servokolben bewegt.

Der andere mit dem Drehbolzen verbundene Hebel gleitet einerseits in einem Führungsschacht in dem Stangenteil des Führungsteils und andererseits in einem Führungsschacht im Servokolben. Wird somit der Schieber oder der Servo­ kolben in die eine oder andere Richtung bewegt, so erfolgt auch eine Verlagerung des Drehbolzens, die jeweils zu einer Scherung der beiden Hebel in entgegengesetzte Rich­ tungen führt. Wird beispielsweise die Kolbenstange unter Bremsdruck verschoben, so folgt der Drehbolzen in etwa die gleiche Richtung. Da zum gleichen Zeitpunkt aber der Servokolben in seiner Ausgangsposition verbleibt, wird der in den Führungsschacht des Führungsteils eingreifende Hebel bzw. dessen Hebelkopf ebenfalls in Bremsdruckrichtung bewegt, was zu einem Schließen des Auslaßventils und zu einem Öffnen des Einlaß-Sitzventils für Servo-Bremsflüssig­ keit führt. Unter dem Druck dieser Flüssigkeit erfolgt auch ein Nachstellen des Servokolbens in die Bremsdruck­ richtung, so daß dieser den zweiten Hebel nachführt, was wiederum zu einem Verschieben des Führungsteils entgegen der Bremsdruckrichtung führt. Bei Bewegungsumkehr bzw. Bremsdruckabbau wird das Einlaßventil geschlossen und das Auslaßventil für die Servo-Bremsflüssigkeit geöffnet.

Durch diesen erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker kann eine sehr genaue Steuerung der Bremsventilanordnung vor­ genommen werden, wobei, wie oben gesagt, der besondere Vorteil in der Dichthaltung der Bremsventilanordnung liegt.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen teil­ weise dargestellten Längsschnitt durch ein Hauptbrems­ zylindergehäuse im Bereich eines Bremskraftverstärkers.

Dieser sitzt in einem Gehäuse 1, welches eine Bohrung 2 zur Aufnahme einer Bremsventilanordnung 3 aufweist. Parallel zu der Bohrung 2 ist eine weitere, nicht näher gezeigte Bohrung vorgesehen, welche einen Servokolben 4 führt. Beide Bohrungen bzw. die Bremsventilanordnung 3 und Servokolben 4 stehen über einen Druckraum 5 in Verbin­ dung, in dem sich ein Servodruck aufbauen kann. Dabei ist in diesem Druckraum 5 eine das Bremsventil 3 mit dem Servokolben 4 verbindende Hebelanordnung 6 gelagert, welche über einen Schieber 7 im Servokolben 4 mit einer Kolben­ stange 8 in Verbindung steht, die von einem nicht gezeigten Pedal unter Bremsdruck nach links in Pfeilrichtung 9 be­ wegt werden kann.

In die Bohrung 2 ist eine Ventilbuchse 10 eingeschraubt, welche eine axiale, stufenförmige Blindbohrung 11 besitzt, die das eigentliche Bremsventil aufnimmt. Den innersten Teil dieses Bremsventils bildet ein Ventilkegel 12, der von einer Ventilbuchse 13 in der Blindbohrung 11 gehalten wird, wobei sich die Ventilbuchse 13 gegen einen Spreng­ ring 14 abstützt. Zur Blindbohrung 11 hin ist die Ventil­ buchse 13 mit einem O-Dichtring 15 belegt.

Der Ventilkegel 12 weist ferner einen Bund 16 auf, an den eine Druckfeder 17 anschlägt, die sich andererseits an einem, den Ventilkegel 12 umgebenden Stützkörper 18 abstützt. Dieser Stützkörper 18 drückt wiederum auf eine in der Blindbohrung 11 vorgesehene Schulter 19.

Zum Ventilkegel 12 hin bildet die Ventilbuchse 13 einen schalenförmigen Ventilsitz 20, in welchem in Schließlage des Ventils eine abgerundete Schulter 21 des Ventilkegels 12 sitzt. Nach dem Ventilsitz 20 folgt in der Ventil­ buchse 13 eine Stirnbohrung 22, welche von einem Halsteil 23 eines in den Ventilkegel 12 eingesetzten Stößels 24 durchgriffen ist.

Nachfolgend weitet sich der Stößel 24 unter Ausbildung eines Ventilringes 25, welcher einen zweiten Ventilsitz 26 bildet. Dieser kann einen Ventilkopf 27 einer Buchse 28 aufnehmen, die axial in eine Kopfbohrung 29 eines Führungsteils 31 eingesetzt ist und dort auf einen Stütz­ körper 30 trifft. Zur Kopfbohrung 29 hin ist ferner eine Dichtung 32 vorgesehen. Die Buchse 28 besitzt ein Radial­ spiel in dem Führungsteil 31, um den Ventilkopf 27 in dem Ventilsitz 26 besser zu zentrieren. Dabei bildet die Dichtung 32 einen fernen Drehpunkt, so daß das Zentrieren nicht behindert wird.

Stößel 24 mit dem den Ventilsitz 26 bildenden Ventilring 25, Ventilkopf 27 sowie ein Teil des Führungsteils 31 bilden mit der Ventilbuchse 13 einen Arbeitsraum 33. Gegen die Blindbohrung 11 stützt sich der Führungsteil 31 über einen Kolben 35 ab, welcher umfangseitig mit Axialkanälen 34 belegt ist. Diese bilden eine Verbindung zwischen Arbeitsraum 33 und Druckraum 5.

Ferner ist in der Zeichnung schematisch ein Vorratsbehälter 36 angedeutet, der über eine Pumpe 37 a und ein nachge­ schaltetes Rückschlagventil 37 mit einem Speicher 38 bzw. mit einer Eingangsbohrung 40 in dem Gehäuse 1 über eine Leitung 39 in Verbindung steht. Die Eingangsbohrung 40 mündet in einen Ringraum 41 zwischen Ventilbuchse 10 und Gehäuse 1. Aus dem Ringraum 41 führen Radialbohrungen 42 in eine zwischen Ventilbuchse 13 und Ventilkegel 12 gebildete Kammer 43. Diese Kammer 43 steht über das von Ventilsitz 20 und Schulter 21 gebildete Ventil sowie die Stirnbohrung 22 mit dem Arbeitsraum 33 und über die Axial­ kanäle 34 mit dem Druckraum 5 in Verbindung.

Durch Abheben des Ventilkopfes 27 von dem Ventilsitz 26 wird eine Abflußmöglichkeit aus dem Arbeitsraum 33 bzw. dem Druckraum 5 in die Axialbohrungen 44 und 45 des Stößels 24 bzw. des Ventilkegels 12 gebildet. Die Axialbohrung 45 mündet über eine Ouerbohrung 46 in einem Hydraulikraum 47, welcher über eine Schrägbohrung 48 sowie eine Rückfluß­ leitung 49 mit dem Vorratsbehälter 36 verbunden ist.

Der Führungsteil 31 quert den Druckraum 5 und greift anderer­ seits in eine Sacklochbohrung 50 im Gehäuse 1 ein. In der Sacklochbohrung 50 stützt er sich über eine Druckfeder 51 gegen die Bohrungsinnenwand 52 ab. In dieser Sackloch­ bohrung 50 gleitet der Führungsteil 31 mit einem dem Kolben 35 entsprechenden Gegenkolben 53. Kolben 35 und Gegenkolben 53 sind durch ein Stangenteil 54 verbunden, welches etwa axial von einem Führungsschacht 55 durchsetzt ist. In diesem Führungsschacht 55 gleitet ein scheibenförmiger Hebelkopf 56 eines Hebels 57 der Hebelanordnung 6. Dieser Hebel 57 greift gegenüber von einem Drehbolzen 58 mit einem ähnlichen scheibenförmigen Hebelkopf 59 in einen weiteren Führungsschacht 60 des Servokolbens 4.

Um den Drehbolzen 58 dreht auch ein weiterer Hebel 61, welcher einerseits über eine in einer Gelenkpfanne 62 drehenden Kugel 63 an einem Blindstopfen 64 festliegt und andererseits mit einem Hebelkopf 65 in einen Führungs­ schacht 66 im Schieber 7 eingreift.

Die Kolbenstange 8 ist im übrigen ebenfalls über eine Kugel 67 mit dem Schieber 7 verbunden, wobei die Kugel 67 in einen Hülsenabschnitt 68 eingreift, welcher nach der Kugel eine Einschnürung 69 aufweist.

Der Schieber 7 ist im übrigen in einer Bohrung 70 im Servo­ kolben 4 geführt und stützt sich stirnseitig gegen eine Feder 71 ab. Sein Bewegungsspiel wird durch einen quer zur Bremsdruckrichtung 9 angeordneten Bolzen 72 bestimmt, welcher in einem sich in axialer Richtung des Schiebers 7 erstreckenden Langloch 73 gleitet.

Schieber 7 wie auch Servokolben 8 weisen entsprechende Dichtungen 74 und 75 gegeneinander und zum Gehäuse 1 hin auf, so daß der Druckraum 5 abgedichtet ist. Weitere Dich­ tungen 76, 77 und 78 sind zwischen Bremsventilanordnung 3 und Gehäuse 1 vorgesehen, wobei diese den Hydraulikraum 47, den Ringraum 41 und auch den Druckraum 5 voneinander trennen.

Die Funktionsweise des gezeigten Bremskraftverstärkers ist folgende:

Wird ein Bremsdruck 9 über das nicht gezeigte Bremspedal auf die Kolbenstange 8 ausgeübt, so verschiebt diese den Schieber 7 nach links, wobei der Hebel 61 im Führungsschacht 66 mitgenommen wird. Da dieser Hebel 61 über die Kugel 63 in der Gelenkpfanne 62 ortsfest ist, gleitet sein ent­ sprechender Hebelkopf 65 in dem Führungsschacht 66 nach unten. Bei dieser Bewegung, welche gegen den Druck der Feder 71 ausgeübt wird, verschiebt sich der Drehbolzen 58 ebenfalls nach links in einem bestimmten Radius um den Mittelpunkt der Kugel 63 herum. Dabei nimmt er auch den Hebel 57 mit. Da dessen Hebelkopf 59 aber in seinem Führungs­ schacht 66 im Servokolben 4 verbleibt, kommt es zu einer Spreizung der Hebelanordnung 6, wobei der Hebel 57 sich in seinem oberen Teil weiter nach links neigt. Hierdurch verschiebt der Hebelkopf 56 das Führungsteil 31 ebenfalls nach links. Dieser Druck wird über die Buchse 28 auf den Stößel 24 und den Ventilkegel 12 übertragen. Bevor der Ventilkegel 12 mit seiner Schulter 21 vom Ventilsitz ab­ hebt, wird die Verbindung zum Behälter vom Druckraum 5 über Axialkanal 34, Arbeitsraum 33, Bohrungen 44, 45, 46 und Rückflußleitung 49 durch den Ventilkopf 27 geschlossen, der sich am Ventilsitz 26 anlegt. D. h., im nicht gebremsten Zustand ist der Druckraum 5 zum Behälter 36 hin entlastet. Danach wird gegen den Druck der Druckfeder 17 die Schulter 21 vom Ventilsitz 20 abgehoben. Damit wird ein Durchlaß für die Servo-Bremsflüssigkeit vom Speicher 38 bzw. der Druckversorgung über die Eingangsbohrung 40, den Ringraum 41, die Radialbohrungen 42, die Kammer 43, durch die Stirn­ bohrung 22, den Arbeitsraum 33 und die Axialkanäle 34 in den Druckraum 5 freigegeben. Hier wirkt nun der Servo­ druck auf den Servokolben 4 bzw. dessen Druckschulter 79, wobei der Durchmesser d ₁ des Servokolbens 4 nach der Druckschulter 79 größer ist als der Durchmesser d ₂ des Servokolbens 4 vor der Druckschulter.

Dieses Nachstellen des Servokolbens 4 wird auch auf den Hebel 57 übertragen, wobei sich dieser um den Drehbolzen 58 herum bewegt und der Hebelkopf 56 wieder nach rechts wandert. Hierdurch wird der Ventilkegel 12 infolge der Druckfeder 17 wieder in seine Ausgangslage zurückgebracht, wobei die Schulter 21 dem Ventilsitz 20 anliegt und die Zufuhr für Servo-Bremsflüssigkeit verschlossen wird. Bei einem weiteren Verschieben des Führungsteils 31 nach rechts hebt der Ventilkopf 27 von seinem Ventilsitz 26 ab und gibt einen Durchlaß zu den Axialbohrungen 44 bzw. 45 im Ventilstößel 24 bzw. Ventilkegel 12 frei. Servo-Brems­ flüssigkeit kann nun aus dem Druckraum 5 über die Axial­ kanäle 34, den Arbeitsraum 33, die Axialbohrung 44, die Axialbohrung 45, die Querbohrung 46, den Hydraulikraum 47, die Schrägbohrung 48 und die Rückflußleitung 49 in den Vorratsbehälter 36 zurückgeführt werden.

Claims (8)

1. Bremskraftverstärker in einem Gehäuse mit einem in dem Gehäuse gleitbar gelagerten Servokolben und einer Kolbenstange zur Übertragung einer Bremskraft, wobei der Servokolben in einen Druckraum einragt, der über eine Bremsventilanordnung mit einer Zuführeinrichtung zum Zu­ führen von Druckmedium und mit einer Rückflußleitung für das Druckmedium verbunden ist, wobei zur Steuerung der Bremsventilanordnung zwischen Kolbenstange bzw. Servokolben und Bremsventilanordnung eine Hebelanordnung vorgesehen ist und die Bremsventilanordnung in einer in einer Gehäuse­ bohrung festliegenden Ventilbuchse aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsventilanordnung (3) aus einem Sitzventil (20, 21) zum Einlassen des Druckmediums und einem zweiten Sitzventil (26, 27) zum Auslassen des Druck­ mediums aus dem Druckraum (5) besteht, welche beide von einem Führungsteil (31) steuerbar sind, der wiederum durch die Hebelanordnung (6) bewegbar ist.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Sitzventil zum Einlassen des Druck­ mediums von einem in einer Blindbohrung (11) der Ventil­ buchse (10) sich axial erstreckenden und gegen eine Druck­ feder (17) abstützenden Ventilkegel (12) bzw. dessen Schulter (21) und einem von einer weiteren Ventilbuchse (13) ausge­ formten Ventilsitz (20) gebildet ist.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in eine an den Rückfluß angeschlossene Axialbohrung (45) des Ventilkegels (12) ein Stößel (24) mit einer etwa übereinstimmenden Axialbohrung (44) einge­ setzt ist, welcher sich unter Ausbildung eines Ventilsitzes (26) zu einem Ventilring (25) erweitert, auf den ein Ventil­ kopf (27) paßt, der mit dem Führungsteil (31) verbunden ist.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (31) mit einem Kolben (35) in der Blindbohrung (11) gleitet und zu dieser hin zumindest einen Axialkanal (34) aufweist, welcher den Druckraum (5) sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Sitzventil (20/21 bzw. 26/27) ggfs. über einen Arbeitsraum (33) verbindet.

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (35) über ein Stangenteil (54) mit einem Gegenkolben (53) verbunden ist, welcher sich in einer der Blindbohrung (11) gegenüberliegenden Sackloch­ bohrung (50) gegen eine Druckfeder (51) abstützt.

6. Bremskraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stangenteil (54) einen Führungsschacht (55) zur Aufnahme eines Hebelkopfes (56) eines ersten Hebels (57) aufweist, der andererseits eines Drehbolzens (58) in einen weiteren Führungsschacht (60) im Servokolben (4) eingreift.

7. Bremskraftverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit dem Drehbolzen (58) auch ein weiterer Hebel (61) verbunden ist, welcher eine gelenkige, ortsfeste Verbindung (62, 63, 64) mit dem Gehäuse (1) aufweist und andernends mit einem Hebelkopf (65) in einem Führungs­ schacht (66) eines Schiebers (7) geführt ist.

8. Bremskraftverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schieber (7) in eine Bohrung (70) im Servokolben (4) eingesetzt ist und sich gegen eine Druck­ feder (71) abstützt, wobei er andernends von der Kolben­ stange (8) unter Bremsdruck (9) beaufschlagbar ist.