DE3902566A1

DE3902566A1 - Hydraulischer verstaerker, insbesondere fuer kraftfahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE3902566A1
Application number: DE19893902566
Authority: DE
Inventors: Juergen Schonlau; Wolfgang Ritter
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1989-01-28
Filing date: 1989-01-28
Publication date: 1990-08-02

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Verstärker, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger hydraulischer Verstärker ist aus der Patentschrift DE 28 37 884 bekannt. Bei dieser Konstruktion überträgt eine elastomere Reaktionsscheibe zwischen dem an der Kolbenstange angeformten Reaktionskolben und dem der Druckstange vorgelagerten Steuerteil die Hubbewegung des Verstärkerkolbens auf die Kolbenstange, sobald der Verstärkerraum über das in der Öffnung des Verstärker kolbens geführte Steuerteil mit der Druckmittelquelle in Verbindung gebracht wird.

Bei diesem bekannten hydraulischen Verstärker ist es jedoch als nachteilig anzusehen, daß die gewünschte Reaktionsbewegung der Kolbenstange bei betätigter Druck stange mit einer zeitlichen Verzögerung der eingesteuerten Größe bis zum Eintreten der zu erzielenden Wirkung zurück bleibt, da durch die Zwischeneinlagerung einer elastomeren Reaktionsscheibe in der Öffnung des Verstärkerkolbens der Charakter einer Hysterese des Verstärkers zwangsläufig vorgegeben ist.

Des weiteren ist es bei dieser beschriebenen konventio nellen Konstruktion als nachteilig anzusehen, daß zum Zwecke der geforderten hohen Oberflächengüte an dem Steuerteil die Gleit- und Dichtflächen der Verstärker kolben aus einem Werkstoff hoher Güte bei entsprechendem teueren konstruktiven Fertigungsaufwand hergestellt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Verstärker der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß eine erhöhte Funktions sicherheit und Steuerempfindlichkeit im Sinne einer Verkürzung der Bremsenansprechzeit gewährleistet ist, wobei gleichzeitig eine kostenminimierende Herstellung ermöglicht werden soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patent anspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Damit ist ein hydraulischer Verstärker, vorzugsweise für eine Kraftfahrzeugbremsanlage geschaffen, der beim Ansteuern des unter hohem Druck stehenden Fluides in den Verstärkerraum eine Hysterese des Verstärkers maßgeblich vermeidet, bei gleichzeitig optimierter Werkstoffauswahl und kostenminimiertem Fertigungsablauf.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die sich auf dem Zwischenglied abstützenden beiden Federn durch radial innere und äußere Begrenzungsflächen im Reaktionskolben bzw. zwischen der Öffnung des Verstärker kolbens und dem Führungsteil in ihrer Lage ortsfest gehalten, so daß ein Federversatz oder ein Ausknicken der Federwindung vermieden wird.

Eine besonders zweckmäßige Ausführung der Erfindung besteht darin, daß der Führungsschaft durch die Einwölbung an der Innenwandung in der Lösestellung einen auf dem Führungsteil befestigten Sicherungsring kontaktiert, so daß diese Positionierung ein Öffnen der Verbindungskanäle im Reaktionskolben gewährleistet.

In einer besonders montage- und funktionsgerechten Version der Erfindung erfolgt die Sicherung der in die Öffnung des Verstärkerkolbens integrierten Teile durch einen in Nähe dem offenen Ende des Verstärkerkolbens angeordneten, in eine Nut eingreifenden Sicherungsring. Gleichzeitig dient dieser Sicherungsring als Anschlagring zur Grundposi tionierung des federbelasteten Reaktionskolben und des ebenfalls federbelasteten Zwischengliedes.

Um eine gute Führung der Dichtmanschette auf dem Zwischen glied zu bewerkstelligen, umgreift die Dichtmanschette einen radial im Kantenbereich des Zwischengliedes umlau fenden Stegring, so daß durch das im wesentlichen U-förmig gestaltete Profil der Dichtmanschette ein von der radialen Vorspannkraft der Dichtmanschette unabhängiger Haltesitz gewährleistet ist. Dabei wirkt das Zwischenglied an der Stirnfläche des Reaktionskolbens vorteilhafterweise über die Dichtmanschette als Sitzventil, so daß eine gleich bleibend gute Dichtwirkung gegeben ist.

Zur leichten Montage des Sicherungsringes auf den Führungsteil weist die Vorderkante des Führungsteils eine kegelförmige Anfasung auf, so daß der Sicherungsring ohne zusätzliche Aufarbeitung werkzeugunabhängig übergestülpt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele hervor.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen hydraulischen Verstärker in Lösestellung der Druckstange,

Fig. 2 eine Teilansicht im Längsschnitt und im vergrößer ten Maßstab mit den erfindungswesentlichen Merk malen des Verstärkers.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen hydraulischen Verstär ker im Längsschnitt in der nichtaktivierten Position des Verstärkerkolbens 3. Hierbei steht das Fluid von der Druckmittelquelle 6 über den Ringraum 7 und der radial in den Verstärkerkolben 3 einmündenden Zulauföffnung 29 an der Führungshülse 27 des als Ventilschieber ausgebildeten Steuerteils 5 an, ohne daß ein Druckmittelzulauf über die nahezu diagonal in den Verstärkerkolben 3 einmündenden beiden Kanälen 30, 31 in den Verstärkerraum 4 ermöglicht wird. Somit verbleibt der Verstärkerraum 4, der Zwischen raum 32 wie auch der Rücklaufraum 33 drucklos vom Fluid gefüllt, so daß das als Sitzventil konzipierte Zwischen glied 9 von allen Seiten druckmittelumgeben und stirn seitig federkraftbeaufschlagt auf seinem Führungsteil 17 verharrt. Ebenso verbleibt der zwischen dem Reaktions kolben 12 und dem Führungsteil 17 eingeschlossene Hohlraum 13 drucklos. Sobald das Steuerteil 5 infolge einer Betäti gung der Druckstange 11 aktiviert wird, gelangt nach einem definierten Hub eine an der Mantelfläche des Steuerteils 5 angeordnete ringförmig umlaufende Ausnehmung in Über deckung mit der radialen Zulauföffnung 29, so daß das unter hohem Druck stehende Fluid über die Ausnehmung in den der Zulauföffnung 29 gegenüberliegenden Kanal 30 einströmen kann und den Verstärkerraum 4 beaufschlagt. Auf die hierdurch ausgelöste Hubbewegung des Verstärkerkolbens 3 folgt synchron die Schließbewegung des Zwischengliedes 9 zur Stirnfläche des Reaktionskolbens 12. In dem zwischen dem Reaktionskolben 12 und dem Führungsteil 17 eingeschlossenen Hohlraum 13 wird zwangsläufig ein hydrau lischer Druck aufgebaut, dessen Verstärkungsfaktor abhän gig vom Flächenverhältnis des Reaktionskolbens 12 zur Stirnfläche des im Führungsteil 17 geführten Druckstangen stößels 14 sowohl auf die Kolbenstange 10 des angeglieder ten Hauptzylinders wie auch auf die Drucktange 11 ein wirkt. Durch diese Anordnung des Zwischengliedes 9 im Verstärker 1 ist auf einfache und gleichzeitig funktions sichere Weise eine unzulässig große Hysterese bei Akti vierung der Betriebsstellung des Verstärkerkolbens 3 ausgeschlossen. Bekannte und gebräuchliche hydraulische Verstärker, die als Betätigungsmittel eine elastomere Reaktionsscheibe aufweisen, haben im Gegensatz zur Erfindung den Nachteil, daß eine nicht zu vernachlässi gende Verzögerung der zu übertragenden Einsteuergröße bis zum Eintreten der gewünschten Wirkung auf die Kolbenstange 10 vorliegt. Zum Zwecke der Gleitflächenoptimierung bei gleichzeitiger Kostenminimierung ist im vorzugsweise aus Aluminium hergestellten Verstärkergehäuse 2 eine separate Führungshülse 27 im Spritz- oder Druckgußverfahren eingegossen, wodurch die erforderliche Werkstoffqualität mengenmäßig begrenzt und die Anzahl der Fertigungsgänge kostengünstig optimiert werden kann. Eine besonders verschleißminimierte Gleitführung des Steuerteils 5 in der Führungshülse 27 ergibt sich durch das Auftragen einer Keramikbeschichtung auf das Steuerteil oder auf die Führungshülseninnenwandung.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des in der axialen Öffnung des Verstärkerkolbens 3 angeordneten Zwischengliedes 9, dessen Stirnflächen auf beiden Seiten von jeweils einer Feder 15, 16 druckkraftbeaufschlagt ist, wobei die erste Feder 15 in eine koaxial verlaufenden Ausnehmung im Reaktionskolben 12 radial geführt ist, während die zweite Feder 16 zwischen der Innenwandung des Verstärkerkolbens 3 und dem am Zwischenglied 9 abgesetzten Hohlzylinderschaft radial geführt ist. Ein am hohlzylin derförmigen Führungsschaft 18 außen umlaufender erster Absatz dient als abstützender Anschlag der zweiten Feder 16, während ein innen im Führungsschaft 18 umlaufender Absatz als hubbegrenzender Anschlag an einem Führungsteil 17 eingelassenen Sicherungsring wirkt. Zwecks Druckmittel zufuhr des sich bis in das Führungsteil 17 erstreckenden Hohlraumes 13 ist der Führungsschaft 18 mit zwei radial angeordneten Durchlässen 19 versehen. Das Zwischenglied 9 ist an seiner dem Reaktionskolben 12 zugewandten Berandung von einer elastischen Dichtmanschette 23 umgriffen, die durch ihre Vorspannkraft in einer abgestützten radial umlaufenden Nut am Zwischenglied 9 gehalten ist. Der Flüssigkeitszulauf in den Hohlraum 13 über die beiden axial angeordneten Verbindungskanäle 25 im Reaktionskolben 12 wird nach Berührung der stirnseitigen Dichtmanschetten einfassung des Zwischengliedes 9 gegenüber dem Reaktions kolben 12 unterbrochen, so daß auf die in dem einge schlossenen Hohlraum 13 verbliebene Flüssigkeit ein hydraulischer Druck wirkt, wobei dieser Druck abhängig vom flächenproportionalen Verstärkungsfaktor sowohl auf die Kolbenstange 10 des angegliederten Hauptzylinders wie auch auf den Druckstangenstößel 14 wirksam ist. Die erforder liche Abdichtung der in die Öffnung des Verstärkerkolbens 3 eingesetzten und/oder axial verschiebbaren Teile erfolgt mittels radial angeordneten Dichtringen. Zur Begrenzung der Hubbewegung des Reaktionskolbens 12 ist am Ende der Öffnung im Verstärkerkolben 3 ein Sicherungsring 26 eingelassen.

Bezugszeichenliste:

1 Verstärker
2 Verstärkergehäuse
3 Verstärkerkolben
4 Verstärkerraum
5 Steuerventil
6 Druckmittelquelle
7 Ringraum
8 Dichtung
9 Zwischenglied
10 Kolbenstange
11 Druckstange
12 Reaktionskolben
13 Hohlraum
14 Druckstangenstößel
15 Feder
16 Feder
17 Führungsteil
18 Führungsschaft
19 Durchlaß
20 Sicherungsring
21 Dichtung
21′ Dichtung
22 Ausnehmung
23 Dichtmanschette
24 Stegring
25 Verbindungskanäle
26 Sicherungsring
27 Führungshülse
28 O-Ringe
29 Zulauföffnung
30 Kanal
31 Kanal
32 Zwischenraum
33 Rücklaufraum
34 Vorratsbehälter

Claims

1. Hydraulischer Verstärker, insbesondere für Kraftfahr zeugbremsanlagen mit einem in einem Verstärkergehäuse angeordneten Verstärkerkolben, der einen Verstärkerraum begrenzt, einem im Verstärkerkolben angeordneten Zwischenglied, einem Bremsdrucksteuerventil, dessen Steuerteil von einer Betätigungskraft beaufschlagbar und relativ zum Verstärkerkolben bewegbar ist, wobei in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerteiles zum Verstärkerkolben eine Verbindung des Verstärkerraumes entweder zu einem Vorratsbehälter oder zu einer Druck mittelquelle herstellbar ist, und mit einem Ringraum, der am Außenrand des Verstärkerkolbens eine Verbindung zu einer Druckmittelquelle und dem Bremsdrucksteuer ventil aufweist, die mittels Dichtungen den Verstärker kolben abdichten, wobei der Verstärkerkolben sowohl eine Kolbenstange wie auch eine Druckstange aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Öffnung des Verstärkerkolbens (3) ein Zwischenglied (9) mit einem beweglich angeordneten Reaktionskolben (12) zusammenwirkt, so daß ein absperrbarer druckbeauf schlagter Hohlraum (13) im Verstärkerkolben (3) verbleibt, wobei der im Hohlraum (13) eingeschlossene hydraulische Druck auf die angrenzende Stirnfläche des Reaktionskolbens (12) und eines Druckstangenstößels (14) wirksam ist.

2. Hydraulischer Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (9) auf seinen beiden Stirnflächen von jeweils einer Feder (15, 16) druckkraftbeaufschlagt gehalten ist.

3. Hydraulischer Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder (15) abstützend in einer koaxialen Öffnung des Reaktionskolbens (12) geführt ist, während die zweite Feder (16) eingespannt zwischen einem Absatz am Zwischenglied (9) und einem in der Öffnung des Verstärkerkolbens (3) integrierten und abgesetzten Führungsteiles (17) gehalten ist.

4. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (9) einen ersten Abschnitt mit scheibenförmiger Gestalt und einen zweiten als Führungsschaft (18) ausgebildeten Abschnitt kleineren Durchmessers aufweist, wobei der Führungsschaft (18) in Nähe des ersten scheibenförmigen Abschnittes von radialen Durchlässen (19) durchdrungen ist.

5. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschaft (18) mit einem Abschnitt definierter Länge auf dem Führungsteil (17) axial verschiebbar sowie radial geführt ist.

6. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschaft (18) mit dem Abschnitt definier ter Länge mit einer Einwölbung hubbegrenzend an einer Ringnut des Führungsteils (17) eingelassenen Sicherungsring (20) kontaktiert.

7. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (17) im wesentlichen aus einem Hohlzylinder besteht, wobei das Führungsteil (17) an einem ringförmig erweiterten Absatz in der Öffnung des Verstärkerkolbens (3) gehalten ist.

8. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erweiterte ringförmige Absatz in einer radial umlaufenden Nut einen Dichtring (21) aufnimmt.

9. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (17) an der dem Zwischenglied (9) zugewandten Fläche eine kegelförmige Anfasung aufweist.

10. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (9) in seiner dem Führungsteil (17) zugewandten Stirnfläche eine kegelstumpfartige Ausnehmung (22) aufweist.

11. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (9) an seiner Mantelfläche eine Dichtmanschette (23) aufnimmt, die sich über die dem Reaktionskolben (12) zugewandte Stirnflächenkante teilweise bis auf die Mantelfläche des Zwischengliedes (9) erstreckt.

12. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmanschette (23) auf einem radial umlaufenden Stegring (24) des Zwischengliedes (9) gehalten ist.

13. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionskolben (12) von axial verlaufenden Verbindungskanälen (25) durchdrungen ist.

14. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung des Reaktionskolbens (12) durch einen am Ende der Öffnung des Verstärkerkolbens (3) eingelassenen Sicherungsring (26) begrenzt ist.

15. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Öffnung des Verstärkerkolbens (3) im Gleitflächenbereich des Reaktionskolbens (12) einge lassene Ringnut einen Dichtring (21′) aufnimmt.

16. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der der Druckstange (11) zugewandten Öffnung des Verstärkerkolbens (3) eine Führungshülse (27) gehalten ist.

17. Hydraulischer Verstärker nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (27) auf der dem Steuerteil (5) zugewandten Fläche mit einer reibungs- und verschleißminimierenden Beschich tung, vorzugsweise keramische Substanzen enthaltend, versehen ist.

18. Hydraulischer Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der das Steuerteil (5) axial durchdringende Druck stangenstößel (14) axial verschiebbar und radial abdichtend umschlossen in den in das Führungsteil (17) hineinreichenden Hohlraum (13) geführt ist.

19. Hydraulischer Verstärker nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Druckstangenstößels (14) von einem in einer Ringnut am Druckstangenstößel (14) eingelassenen O-Ring (28) erfolgt.