DE19651198B4

DE19651198B4 - Hydraulischer Verstärker

Info

Publication number: DE19651198B4
Application number: DE1996151198
Authority: DE
Inventors: Rudolf Weil
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2016-12-11
Also published as: DE19651198A1

Abstract

Hydraulischer Verstärker mit einem an das Verstärkergehäuse (2) anbringbaren Hauptzylinder (4), der einen von einem Übersetzerkolben (28) beaufschlagbaren verschiebbaren Kolben (40) mit einer Primärdichtmanschette (48) zum Abdichten eines Druckraums (38) des Hauptzylinders (4) aufweist, wobei der Druckraum (38) des Hauptzylinders (4) während des Rückhubs des Kolbens (40) mit einem Rücklaufraum (16) des Verstärkers in Strömungsverbindung steht, so dass der Hauptzylinder (4) mit dem Arbeitsmedium des Verstärkers arbeitet, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Zylindergehäuse des Hauptzylinders (4) mit einem zylindrischen, den Druckraum (38) umgebenden und in den Rücklaufraum (16) mündenden Abschnitt (36) in das Verstärkergehäuse (2) einsteckbar ist, wobei der zylindrische Abschnitt (36) an seiner Außenseite zum freien Ende hin abgedreht ist, so dass ein zylindrischer umlaufender Spalt (44) zwischen dem Abschnitt (36) und einer Innenseite des Verstärkergehäuses (2) gebildet ist, der mit dem Rücklaufraum (16) des Verstärkergehäuses (2) verbunden ist,
dass in einer Wand des zylindrischen Abschnitts (36) eine...

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Verstärker entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Verstärker ist bekannt und beispielsweise im Ate Bremsen-Handbuch, 9.1* Auflage 1993, Autohausverlag GmbH, Seite 111, 112 beschrieben. Der grundsätzliche Aufbau eines Hauptzylinders ist dort auf den Seiten 34 ff. detailliert beschrieben. Bekannte hydraulische Verstärker erfordern in Folge des angebrachten Hauptzylinders einen sehr großen Bauraum, der nicht zuletzt auch darauf zurückzuführen ist, daß bekannte Hauptzylinder zur Flüssigkeitsversorgung mit einem eigenen Ausgleichsbehälter verbunden sind. Die Kopplung von Hauptzylinder und Verstärkergehäuse erfordert eine Vielzahl von Bauteilen und ist aufgrund der mechanischen Kopplung von Übersetzerkolben und Kolben des Hauptzylinders aufwendig.

Aus der DE 36 33 969 A1 ist ein Bremsdruckgeber umfassend einen hydraulischen Verstärker und einen Hauptzylinder bekannt, wobei der Hauptzylinder mit dem Arbeitsmedium des Verstärkers arbeitet und der Verstärker und der Hauptzylinder in einem einteiligen Gehäuse angeordnet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstärker und einen an das Verstärkergehäuse anbringbaren Hauptzylinder mit einer kompakten und kurzbauenden Konstruktion bereitzustellen.

Die vorliegende Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Das Hauptzylindergehäuse ist mit einem zylindrischen, den Druckraum umgebenden und in den Rücklaufraum des Verstärkers mündenden Abschnitt in das Verstärkergehäuse einsteckbar. Der Rücklaufraum des Verstärkers bildet also zugleich einen Bauraum für den Hauptzylinder oder zumindest für einen Teil des Hauptzylinders.

Der zylindrische Abschnitt des Hauptzylinders ist an seiner Außenseite zum freien Ende hin abgedreht, so daß ein zylindermantelförmiger umlaufender Spalt zwischen dem Abschnitt und der Innenseite des Verstärkergehäuses gebildet wird, der mit dem Rücklaufraum des Verstärkers verbunden ist.

Für das ordnungsgemäße Funktionieren des Hauptzylinders ist es erforderlich, zumindest während des Rückhubs des Kolbens eine Strömungsverbindung zwischen dem Druckraum des Hauptzylinders und dem Rücklaufraum, welcher das Arbeitsmedium für den Hauptzylinder zur Verfügung stellt, vorzusehen. Dies kann in ansich beliebiger Weise geschehen. Es hat sich indessen als vorteilhaft erwiesen, daß in der Wand des zylindrischen Abschnitts eine Schnüffellochbohrung vorgesehen ist, die den zylindermantelförmigen umlaufenden Spalt mit dem Druckraum verbindet. Die radiale Schnüffelbohrung ist dabei am zylindrischen Abschnitt so vorgesehen, daß sie die Strömungsverbindung zwischen Druckraum und Rücklaufraum freigibt, wenn der Kolben wenigstens nahezu in seiner zurückgezogenen Lösestellung ist. In dem Kolben ist vorzugsweise wenigstens eine Nachsaugbohrung vorgesehen, welche ebenfalls den Rücklaufraum des Verstärkergehäuses mit dem Druckraum verbindet und so während des Rückhubs des Kolbens ein Nachströmen von Arbeitsmedium in den Druckraum gestattet.

Zum Zurückbewegen des Übersetzerkolbens in seine Lösestellung ist in vorteilhafter Weise eine Feder vorgesehen, die sich vorzugsweise an dem einsteckbaren Abschnitt des Hauptzylinders abstützt. Auf diese Weise wird durch Einsetzen des Hauptzylinders in das Verstärkergehäuse ein Auflager bzw. Widerlager für die Feder gebildet, ohne daß weitere baulische Maßnahmen hierfür ergriffen werden müßten.

Zur Festlegung der axialen Lösestellung des Kolbens des Hauptzylinders ist an der radialen Innenseite des Druckraums ein Vorsprung, vorzugsweise in Form eines Sicherungs- oder Sprengringes vorgesehen, der einen Anschlag für den Kolben bildet.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der Begriff "Hauptzylinder" sowohl einen Geberzylinder für ein Kupplungssystem als auch einen Hauptzylinder für ein Bremssystem umfaßt. Dabei kann es sich um einen Tandemhauptzylinder oder auch einen einfach wirkenden Zylinder handeln.

Durch die Erfindung wird eine beträchtliche konstruktive Vereinfachung eines hydraulischen Verstärkers im Vergleich zu bekannten Ausführungsformen erreicht. Wie bereits erwähnt, kann auf einen Ausgleichsbehälter für den Hauptzylinder und eine Vielzahl von damit in Verbindung stehenden Bauteilen verzichtet werden. Es wird lediglich eine Primärmanschette zur Abdichtung des Druckraums während des Verdichtungshubs des Kolbens benötigt, während eine bei bekannten Ausführungsformen von hydraulischen Verstärkern zusätzlich erforderliche Sekundärmanschette, welche einen auf der Rückseite des Kolbens vorgesehenen ringförmigen Flüssigkeitsraum nach außen abdichtet, eingespart wird. Der Rücklaufraum des Verstärkergehäuses bildet zugleich einen Bauraum für den Hauptzylinder wie auch einen Vorratsraum für das Arbeitsmedium des Hauptzylinders. Eine zusätzliche Trennwand zwischen Rücklaufraum und Hauptzylinder zum Abdichten des Rücklaufraums, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, gerät in Wegfall. Die Abdichtung zwischen Verstärker und Hauptzylinder erfolgt hier vorzugsweise über einen oder mehrere O-Ringe.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen, der zeichnerischen Darstellung sowie der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des hydraulischen Verstärkers. In der Zeichnung ist eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Verstärkers dargestellt.
Ein in der Figur dargestellter hydraulischer Verstärker umfaßt ein an sich bekanntes Verstärkergehäuse 2 und einen auf noch näher zu beschreibende Weise mit dem Verstärkergehäuse 2 verbundenen Hauptzylinder 4. Eine mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnete Verstärkereinheit ist ansich bekannt und wird daher nur kurz im Hinblick auf ihre Funktionsweise beschrieben. Bei Betätigen eines nicht dargestellten Bremspedals wird eine Druckkraft über eine Kolbenstange 6 auf einen Betätigungskolben 8 übertragen und in einen Steuerkolben 10 eingeleitet, der sich daraufhin entgegen der Druckkraft einer Druckfeder 12 in der Figur nach links verlagert. Hierdurch verschließt eine am vorderen Ende des Steuerkolbens 10 vorgesehene Steuerkante 14 eine Strömungsverbindung zu einem Rücklaufraum 16 der Verstärkereinheit 5, und anschließend überfährt eine im mittigen Bereich des Steuerkolbens 10 vorgesehene Bohrung bzw. Steuerkante 18 eine Steuerkante 20, die das Innere 22 des Steuerkolbens 10 mit einer Druckseite 24 der Verstärkereinheit 5 verbindet. Nun strömt Druckflüssigkeit über den so gebildeten Spalt auf eine Rückseite 26 eines Übersetzerkolbens 28, und zwar durch den Spalt in das Innere 22 des Steuerkolbens 10 und von dort über eine radiale Öffnung 30 im axial hinteren Bereich des Steuerkolbens 10. Die Rückseite 26 des Übersetzerkolbens 28 liegt zugleich vor dem Betätigungskolben 8. Es wird also solange Druckflüssigkeit durch den geöffneten Spalt auf die Rückseite 26 des Übersetzerkolbens 28 fließen, bis Gleichgewicht zwischen der Rückstellkraft des Übersetzerkolbens 28 und der am Übersetzerkolben 28 eingeleiteten Kraft besteht.
Die Rückstellkraft auf den Übersetzerkolben 28 wird einerseits über eine zum Hauptzylinder 4 führende Druckstange 32 und andererseits über eine am Hauptzylinder 4 gestützte Feder 34 erzeugt.
Der auf die Fläche des Betätigungskolbens 8 wirkende Druck erzeugt die an der Kolbenstange 6 anstehende Reaktionskraft. Der Gleichgewichtszustand stellt eine Bereitschaftsstellung dar, bei der jede geringe Änderung der Pedalkraft eine Druckerhöhung oder -minderung und somit Erhöhung oder Verringerung des an einen Verbraucher abzugebenden Drucks bedeutet. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers ist durch das Verhältnis der Fläche des Übersetzerkolbens 28 zur Fläche des Betätigungskolbens 8 gegeben.
Der Hauptzylinder 4 umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 36, mit dem der Hauptzylinder 4 in eine komplementär ausgebildete Öffnung 37 des Verstärkergehäuses 2 eingesteckt ist, welche zugleich den Rücklaufraum 16 bildet. Im Inneren des zylindrischen Abschnitts 36 ist ein Druckraum 38 des Hauptzylinders 4 gebildet, der zum Rücklaufraum 16 hin durch einen verschiebbaren Kolben 40 getrennt ist. Der Kolben 40 wird von der Verstärkerseite her durch die Druckstange 32 beaufschlagt und ist durch eine Rückstellfeder 42 vorgespannt. Die Feder 42 ist hierfür innerhalb des Druckraums 38 angeordnet und stützt sich gegen das Zylindergehäuse ab.
Der in das Verstärkergehäuse 2 eingesteckte zylindrische Abschnitt 36 ist an seinem freien Ende nach außen hin abgedreht und bildet einen zylindermantelförmigen Spalt 44, der mit dem Rücklaufraum 16 in Verbindung steht. Von diesem Spalt 44 ausgehend ist eine in radialer Richtung verlaufende Schnüffellochbohrung 46 in dem zylindrischen Abschnitt 36 vorgesehen, welche den Druckraum 38 mit dem Spalt 44 und damit mit dem Rücklaufraum 16 verbindet, wenn der Kolben 40 in seiner in der Figur dargestellten Lösestellung ist. Bei Betätigen der Kolbenstange 6 wird die Druckstange 32 und damit der Kolben 40 in der Figur nach links bewegt. Kurz nach Beginn dieser Verschiebung überfährt der Kolben 40 mit einer Primärmanschette 48 die Schnüffelbohrung 46 und trennt dabei den Druckraum 38 von dem Rücklaufraum 16, so daß bei weiterer Kolbenbewegung das im Druckraum 38 eingeschlossene Medium durch einen Druckanschluß 50 zu einem Verbraucher V gedrückt wird, bei dem es sich um ein Bremssystem oder auch um ein Kupplungssystem handeln kann. Im letzten Fall handelt es sich bei dem Hauptzylinder um einen Geberzylinder des Kupplungssystems. Der hier dargestellte Hauptzylinder 4 kann aber selbstverständlich auch als Tandemhauptzylinder ausgebildet sein.
Beim Lösen der Betätigungskolbenstange 6 wird der Kolben 40 durch die Feder 42 in seine Lösestellung zurückgedrückt, in der er gegen einen Sprengring 53, der einen Anschlag bildet, anliegt. Beim Zurückbewegen des Kolbens 40 wird im Druckraum 38 ein Unterdruck erzeugt, wodurch Flüssigkeit vom Rücklaufraum 16 über Nachsaugbohrungen 49 im Kolben 40 vom Rücklaufraum 16 in den Druckraum 38 strömt. Hierbei wird die Primärmanschette 48 nach innen gedrückt, so daß die Flüssigkeit hieran vorbei in den Druckraum 38 strömen kann. In entsprechender Weise wird die Verstärkereinheit 5 über die Feder 34 ebenfalls in ihre in der Figur dargestellte Lösestellung zurückgedrängt, in der ein Speicherdruck am Anschluß Sp bis zur Steuerkante oder Bohrung 20 ansteht. In dieser Stellung der Verstärkereinheit 5 und des Übersetzerkolbens 28 ist die Flüssigkeit im Rücklaufraum 16 drucklos und kommuniziert über den Spalt 44 und den Anschluß B mit einem Vorratsbehälter 51 des Arbeitsmediums.
Der Vorratsbehälter 51 steht über eine Pumpe 52 mit einem Druckspeicher 54 in Verbindung, der über ein geeignetes Überdruckventil 56 abgesichert ist. Der Druckspeicher 54 ist dann über den bereits erwähnten Anschluß Sp mit dem Verstärker verbunden. Der Vorratsbehälter 51 für das Arbeitsmedium kann so gestaltet werden, daß bei Bruch oder Leckagen im Brems- oder Kupplungssystem ein komplettes Auslaufen verhindert werden kann. Beispielsweise kann der Ansaug- und Rücklaufanschluß oberhalb eines bestimmten Niveaus im Vorratsbehälter 51 angeordnet werden. Damit bleibt ein Restvorrat im Vorratsbehälter 51 unabhängig davon vorhanden, ob Leckagen im Pumpen- oder Brems/Kupplungssystem vorliegen.
Der hydraulische Verstärker zeichnet sich durch eine gemeinsame Arbeitsmediumversorgung von Verstärkereinheit 5 und Hauptzylinder 4 sowie durch eine sehr kompakte Bauform aus. Der Hauptzylinder 4 umfaßt aus einen plattenförmigen Flansch 60, von dem der zylindrische Abschnitt 36 senkrecht absteht. Im montierten Zustand ist der zylindrische Abschnitt 36 vorzugsweise ganz in dem Verstärkergehäuse 2 aufgenommen und der Flansch 60 liegt gegen eine Stirnseite 62 des Verstärkergehäuses 2 an.

Claims

Hydraulischer Verstärker mit einem an das Verstärkergehäuse (2) anbringbaren Hauptzylinder (4), der einen von einem Übersetzerkolben (28) beaufschlagbaren verschiebbaren Kolben (40) mit einer Primärdichtmanschette (48) zum Abdichten eines Druckraums (38) des Hauptzylinders (4) aufweist, wobei der Druckraum (38) des Hauptzylinders (4) während des Rückhubs des Kolbens (40) mit einem Rücklaufraum (16) des Verstärkers in Strömungsverbindung steht, so dass der Hauptzylinder (4) mit dem Arbeitsmedium des Verstärkers arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylindergehäuse des Hauptzylinders (4) mit einem zylindrischen, den Druckraum (38) umgebenden und in den Rücklaufraum (16) mündenden Abschnitt (36) in das Verstärkergehäuse (2) einsteckbar ist, wobei der zylindrische Abschnitt (36) an seiner Außenseite zum freien Ende hin abgedreht ist, so dass ein zylindrischer umlaufender Spalt (44) zwischen dem Abschnitt (36) und einer Innenseite des Verstärkergehäuses (2) gebildet ist, der mit dem Rücklaufraum (16) des Verstärkergehäuses (2) verbunden ist, dass in einer Wand des zylindrischen Abschnitts (36) eine Schnüffellochbohrung (46) vorgesehen ist, die den zylindrisch umlaufenden Spalt (44) mit dem Druckraum (38) verbindet und dass in dem Kolben (40) wenigstens eine Nachsaugbohrung (49) vorgesehen ist, die den Rücklaufraum (16) des Verstärkergehäuses (2) mit dem Druckraum (38) verbindet.
Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzerkolben (28) über eine innerhalb des Rücklaufraums (16) verlaufende Druckstange (32) mit dem Kolben (40) verbunden ist.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (40) entgegen der Krafteinleitung durch den Übersetzerkolben (28) durch eine Rückstellfeder (42) vorgespannt ist, die sich innerhalb des Druckraums (38) am Zylindergehäuse des Hauptzylinders (4) abstützt.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Rücklaufraumseite einer Verstärkereinheit (5) eine den Übersetzerkolben (28) in seine Lösestellung zurückbewegende Feder (34) vorgesehen ist.
Verstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Feder (34) an dem einsteckbaren Abschnitt (36) des Hauptzylinders (4) abstützt.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einer radialen Innenseite des Druckraums (38) vorgesehener Sprengring (53) ein Auflager und/oder einen Anschlag für den Kolben (40) in der Lösestellung bildet.