DE2065815B2

DE2065815B2 - Bremskraftverstärker für eine hydraulische Zweikreisbremsanlage

Info

Publication number: DE2065815B2
Application number: DE2065815A
Authority: DE
Inventors: Donald John Byron; Brian Roger Shilton
Original assignee: Clayton Dewandre Co Ltd
Current assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Priority date: 1969-12-19
Filing date: 1970-12-18
Publication date: 1979-08-30
Also published as: US3729931A; JPS506637B1; DE2062533A1; DE2062533B2; DE2065815C3; DE2065815A1; FR2073904A5; GB1333050A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremskraftverstärker für eine hydraulische Zweikreisbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Verstärker dieser Art (DE-OS 1430353) ist der erste Druckraum von einer im zweiten Kolben vorgesehenen Bohrung gebildet, in der der erste Kolben verschiebbar geführt ist. Der im ersten Druckraum erzeugte Druck wirkt über ein hydraulisches Gestänge auf das Sen/odruckventi! ein. Um im ersten Druckraum den zur Offenhaltung des Servodruckventils erforderlichen Druck aufrechtzuerhalten, muß somit bei diesem bekannten Verstärker der erste Kolben stets dem zweiten nachgeführt werden. Diese bekannte Ausführungsform hat den Nachteil, daß bei fehk-ndem Druckaufbau im ersten Druckraum, beispielsweise durch Undichtwerden einer Dichtung am ersten Kolben, das Servodruckventil geschlossen bleibt, mit der Folge, daß der erste Bremskreis drucklos bleibt und somit die Bremswirkung des Fahrzeuges erheblich beeinträchtigt ist.

Es ist ferner ein Bremskraftverstärker von ähnlicher Gattung, wie der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen, bekannt (DE-OS 1930279), bei dem eine pedalbetätigbare Stange über eine Feder kraftschlüssig mit ener sogenannten Käfiganordnung verbunden ist, mit der ein als Kippventil ausgebildetes Servodruckventil sowie ein weiteres, eine Verbindung zum Vorratsbehälter steuerndes Kippventil betätigbar ist. Das von diesem Servodruckventil aus gesteuerte Druckmittel wird zum einen einem ersten Bremskreis und zum anderen einem zusätzlichen hydraulischen Zylinder für den zweiten Bremskreis zugeführt. Bei Ausfall des Servodruckes ist ein von der vorerwähnten Stange betätigbarer Hauptkolben vorgesehen, mit dem Druckmittel zur Beaufschlagung des Kolbens des zusätzlichen Zylinders verdrängbar ist. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß bei Ausfall der Hauptdruckquelle die beiden Druckräume nacheinander, d. h. mit einer gewissen Verzögerung, beaufschlagt werden, was in kritischen Fällen zu gefährlichen Verzögerungen in der Bremswirkung führen kann. Bei Ausfall der Hochdruckquelle und der Druckmittelzufuhr muß das Pedal noch weiter durchgedrückt werden, damit wenigstens einem Bremskreis Druckmittel zugeführt wird, d h. die Bremswirkung dauert dann noch länger und obendrein wird bei Ausfall der Hochdruckquelle und der Druckmittelzufuhr nur einer der beiden Bremskreise betätigt.

Ausgehend von einem Bremskraftverstärker, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Verstärker dahingehend zu verbessern, daß dieser bei einem Ausfall des Hauptzylinderdruckmittels einen Druckaufbau in beiden Brems-

20b5815

kreisen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Verstärkerausbildung wird erreicht, daß bei Ausfall des Hauptzylinderdruckmittels, beispielsweise durch Undichtwerden einer Dichtung am ersten Kolben, ein Druckaufbau in beiden Bremskreisen erfolgt, was für die Sicherheit des Fahrzeuges von ganz erheblicher Bedeutung ist. Darüber hinaus ergibt sich durch die Verwendung eines koaxialen Sitzventils gegenüber den Kippventilen nach der Entgegenhaltung eine vergleichsweise hohe Empfindlichkeit der Steuerung, was sich ebenfalls positiv auf das Bremsverhalten auswirkt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Bremskraftverstärker irn Axia'schnilt,

Fig. 2 in einem Axialschnitt eine Einzelheit einer abgeänderten Einrichtung für die Gewährleistung einer schnelleren Betätigung des Servodruckventils,

Fig. 3, 4 und 5 als Einzelheiten im Axialschnitt Modifizierungen der Ausführungsform der Fig. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte Bremskraftverstärker hat einen mit einem Vorratsbehälter 2 ein Stück bildenden ersten Zylinder 1, der über eine Verbindung 3 über ein Pedal betätigbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der erste Zylinder 1 mit einem weiteren Zylinder 4 ein Stück. Der Zylinder 4 hat einen dritten Kolben 5 und einen Anschluß 6, der direkt mit einem Satz von Bremsen verbunden ist, beispielsweise mit den vorderen Bremsen eines Fahrzeuges. An der Doppelzylindereinheit ist ein Gehäuse 7 befestigt, das einen zweiten Zylinder 8 enthält, dessen zweiter Kolben 9 bei Betätigung zum Anliegen und Verschieben des dritten Kolbens 5 gegen die Wirkung von dessert Druckfeder 10 gebracht wird. Ein erster Druckraum 11 am inneren Ende des Gehäuses 7 bildet einen Weg, durch welchen auch das «on dem ersten Kolben 12 des ersten Zylinders 1 verdrängte Druckmittel zu einer Ringfläche 13 des dritten Kolbens 5 strömt, welche den Eingriffsbereich des zweiten Kolbens 9 umgibt. Der dritte Kolben 5 ist mit einem Verbindungskanal 14 versehen, der axial durch ihn hindurchgeht. Dieser Verbindungskanal 14 ist bei normalen Betriebsbedingungen durch eine Dichtung 15 am Ende der Stirnfläche des zweiten Kolbens 9 abgeschlossen. Der zweite Kolben 9 ist für die Betätigung dur.:h ein mit voller Leistung arbeitendes, hydraulisches System, wie vorstehend erwähnt, bestimmt. Das Gehäuse 7 hat einen Einlaß 16, dem das unter Druck stehende Druckmittel zugeführt wird sowie einen; Auslaß 17, der mit dem Vorratsbehälter der Anordnung verbunden ist. Zur Steuerung des Druckmittelstromes zu dem zweiten Zylinder 8 und zu einem weiteren Satz von Bremsen, beispielsweise zu den Hinterrad-Bremsen des Fahrzeugs, ist in einer Kammer in dem Gehäuse 7 eine Ventilanordnung untergebracht, die eine rohrförmige Ventilführung 18, ein unter Federdruck stehendes Rohrventil 19, das in der Bohrung der Ventilführung 18 verschiebbar ist, einen Steuerzyünder 20 und einen Steuerkolben 2i aufweist, der in dem Steuerzylinder 20 verschiebbar ist und eine axiale Bo! rung hat, die mit einem konischen Ende des Rohrventils 19 zusammenwirkt. Der Einlaß 16 ist über einen Kanal in der Ventilführung 18 mit der Bohrung 31 dieser Ventilführung 18 verbunden, wobei sich die Bohrung 31 in eine Kammer

22 öffnet, von der Kanäle zu einem Anschluß 23 führen, der für die Verbindung mit dem zweiten Satz von Bremsen und mit dem rückwärtigen Ende des zweiten Zylinders 8 hinter dem zweiten Kolben 9 bestimmt ist. Weitere Kanäle 24, 25 in dem Gehäuse 7 bzw. dem Steuerzylinder 20 verbinden den Auslaß 17 mit dem Ringraum in dem Steuerzyünder 20 und umgeben den Steuerkolben 21, wobei der Ringraum mit der Bohrung und dem Kolben durch eine radiale Bohrung 26 verbunden ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist zwischen dem Steuerkolben 21o und einem Anschlag 33 an dem Ende einer Stange 34 eine vorgespannte Feder 32 angeordnet, wobei die Stange 34 teleskopartig in eine Bohrung in dem Steuerkolben 21a eintauchen kann und der Anschlag 33 normalerweise mit nur geringem Spiel vom ersten Kolben 12 entfernt ' Λ.

In dem Kanal 30, der den EiniaS 16 und den Auslaß 17 verbindet, ist ein federbelastetes Überdruckventil 29 angeordnet.

Der Bremskraftverstärker arbeitet wie folgt: Im Betriebszustand wird bei der mit einer Druckquelle versehenen hydraulischen Anlage das Druckmittel bei Betätigung des ersten Zylinders 1 durch dessen Kolben 12 verdrängt und strömt durch den ersten Druckraum 11, den Verbindungskanal M im dritten Kolben 5 und von dort zu den mit dem Anschluß 6 verbundenen Bremsen. Gleichzeitig überträgt der erste Kolben 12, sobald er mit dem Anschlag 33 in Kontakt kommt, einen Schub über die Stange 34 und die Feder 32 auf den Steuerkolben 21 bzw. 21a, der dadurch in der Darstellung nach Fig. 1 nach links verschoben wird. Durch diese Verscbiebebewegung kommt der Steuerkolben 21 in Anlage an das Rohrventil 19 und hebt es von seinem Sitz am Ende der Ventilführung 18 ab, so daß das unter Druck stehende Druckmittel jetzt von dem Einlaß 16 über die Ventilfü·¹ jung 18 und die Kammer 22 zu der mit dem Anschluß 23 verbundenen Bremse strömen kann. Von der Kammer 22 wird jedoch ebenfalls Druckmittel ' zum rückwärtigen Ende des zweiten Zylinders 8 geleitet, wodurch der zweite Kolben 9 in die Eingriffslage mit dem dritten Kolben 5 verschoben wird, so daß der Verbindungskanal 14 im dritten Kolben 5 durch die Wirkung der Dichtung 15 in den dritten ι Kolben 5 verschlossen wird. Auf diese Weise wird ein schneller Betrieb bzw. Arbeitsablauf des ganzen Kraftsystems erreicht. Die Feder 22 ermöglicht es, die fortgesetzte Verschiebung des ersten Kolbens 12 auszugleichen und ist zusätzlich zu der Druckfeder 35 (Fig. 2) vorgesehen.

Danach wirkt das durch den ersten Kolben 12 in den ersten Druckraum 11 verdrängte Druckmittel auf die Ringfläche 13 des dritten Kolbens 5 ein, wodurch der auf den dritten Kolben 5 durch den zweiten Kojben 9 ausgeübte Schub erhöht wird. Sollte nun die Hydraulik des ersten Zylinders 1 ausfallen, so verschiebt eine fortgesetzte Bewegung am Bremspedal den ersten Kolben 12, so daß das ganLe Kraftsystem in Betrieb genommen wird, um den mit dem Anschluß

23 verbundenen Satz von Bremsen zu betätigen. Bei Ausfall des ganzen Kraftäystems strömt von dem ersten Kolben 12 verdrängtes Druckmittel durch den Verbindungskanal 14 in den dritten Kolben 5 und

dann direkt zu den mit dem Anschluß 6 verbundenen Bremsen. Wenn die Pedalkraft nicht mehr wirkt, kehren der erste Kolben 12, der Steuerkolben 21 und dasRohrventii 19 in ihre ursprünglichen Lagen unter der Wirkung ihrer Druckfedern zurück, wobei der zweite Zylinder 8 und die mit dem Anschluß 23 verbundenen Bremsen zur RUckkehrseite des mit voller Kraft arbeitenden Systems über eine Kammer 22, eine Bohrung 31 im Rohrventil 19, die Bohrung in dem Steuerkolben 21, den Kanal 25, die Bohrung 26 und den Auslaß 17 entlüftet werden.

Wie ersichtlich, verringert die Verfügbarkeit von Druckmittel aus dem Kraftsystem zur Druckbeaufschlagung des /weiten Zylinders 8 nicht nur die vom Pedal aufzubringende Kraft, die hei dem ersten Zylinder lzur Erreichung einer gewünschten Druckabgabe von dem weiteren Zylinder 4 aufgebracht werden muß, sondern auch die erforderliche Bewegung des ersten Kolbens 12, die für das Erreichen einer vorher festgelegten Verschiebung auf dem weiteren Zylinder 4 erforderlich ist.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform hat der /weite Kolben 9a einen mit ihm ein Stück bildenden Kopf 36, dessen axiale Bohrung 37 mit radialen Bohrungen 38 verbunden ist, die mit dem ersten Druckraum des Zylinders 1 über den Raum 11 in Verbindung stehen. Der Kopf 36 hat eine Ausnehmung 39, in die ein Stößelventil 40 ragt, das durch eine Feder gegen einen Ringsitz um den Verbindungskanal 37 gedrückt wird. Das Stößelventil 40 sitzt auf einem Schaft 41, der zur Begrenzung der Axialbewegung in einer Rohrführung 42 sitzt, die sich am Zylinder 4 abstützt. Die Anordnung ist derart getroffen, daß, wenn sich die aus dem zweiten Kolben 9a und dem den dritten Kolben bildenden Kopf 36 bestehende Einheit in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet, das Ventil offen ist. Wenn die Einheit von der Servoscite her bewegt wird, kommt das Stößelventil 40 an dem den Verbindungskanal 37 umgebenden Ringsitz zum Anliegen, wodurch das Ventil schließt und diese Schließlage während der restlichen Kolbenbewegung beibehält.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform hat der zweite Kolben 9b einen Kopf 44, dessen eine Stirnseite dem Anschluß 6b für den ersten Bremskreis gegenüberliegt, während seine andere Stirnseite über einen Kanal 43 mit der Kammer 22 verbunden ist. Der erste Druckraum des Zylinders 1 ist über Kanäle 45 mit dem Teil des zweiten Kolbens 9b verbunden, der dem Kopf 44 gegenüberliegt. Der zweite Kolben 9b hat eine axiale Bohrung 46, die sich an dem dem Kopf 44 gegenüberliegenden Ende aufweitet und ein

• federvorgespanntes Stößelventil 47 aufnimmt, das den Druckmittelstrom durch die Bohrung 46 steuert. Wenn sich der Kolben 9b in der in Fig. 4 gezeigten Stellung befindet, liegt das Stößelventil 47 mit einem Schaft 48 an der Stirnwand des ihn umgebenden Zy-

linders an, so daß das Ventil offen ist und Druckmittel des ersten Druckraumes über die Bohrung 46 und den Anschluß 6b zum ersten Bremskreis gelangt. Wenn auf den Kolben 9b über den Kopf 44 eine aus der mit dem Einlaß 16 verbundenen Druckmittelquelle

¹' resultierende Kraft wirkt, schließt das Stößclventil 47 durch die Federvorspannung und bleibt während des restlichen Kolbenhubs geschlossen.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sitzt der in dem Zylinder 4c angeordnete Kolben 5c auf einer Büchse 49, die auf der einen Stirnseite des hohl ausgebildeten zweiten Kolbens 9c angeordnet ist. Der Innenraum der Büchse 49 ist durch einen Ring radialer öffnungen 50 auf der dem zweiten Kolben 9c zugewandten Seiie des Kolbens 5c dauernd mit dem

-'' Raum lic und somit mit dem ersten Druckraum verbunden, wahrend ein weiterer Ring von radialen öffnungen 51 auf der dem Zylinder 4c zugewandten Seite des Kolbons 5c über den dritten Druckmittelraum eine Verbindung zum Anschluß 6c des ersten Brems-

i" kreises herstellt. Zwischen den beiden Ringen von öffnungen 50 und 51 ist die Büchse 49 mit einem ringförmigen Ventilsitz 52 versehen, mit welchem ein Schließglied 53 zusammenwirkt, das auf einem Ventilschaft 54 sitzt, der für die Axialbewegung in dem

γ. Innenraum des zweiten Kolbens 9c geführt ist, wobei das dem Schließglied 53 gegenüberliegende Ende offen ist. Eine schwache Feder 55 drückt das Schließglied 53 von dem Ventilsitz 52 weg. Dadurch besteht eine Verbindung dem ersten Druckraum mit dem An-

ii. schluß 6c über die beiden Ringe von Bohrungen 50 und 51. Wenn Druckmittel aus dem Einlaß 16 über den Kanal 56 an dem dem Schließglied 53 gegenüberliegenden Ende des zweiten Kolbens 9c angreift, bewegt sich dieser so, daß zuerst das Schließglied 53 auf

ι-, seinem Ventilsitz 52 aufliegt, wodurch die Druckmittelzufuhr zum Anschluß 6c aufhört. Bei einer Weiterbewegung bewegen sich der zweite Kolben 9c und der dritte Kolben 5c zusammen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremskraftverstärker für eine hydraulische Zweikreisbremsanlage, bei dem

a) in einem ersten Druckraum ein erster, pedalbetätigbarer Kolben gegen die Kraft einer Feder verschiebbar ist,

b) ein Servodruckventil bei der Betätigung des Verstärkers in seine Offenstellung bewegbar ist, in der es eine Druckmittelquelle mit einem zweiten Druckraum sowie mit dem ersten Bremskreis verbindet,

c) in dem zweiten Druckraum ein zweiter Kolben verschiebbar angeordnet ist, mit dem ein dritter, an den zweiten Bremskreis angeschlossener Dmckraum unter Druck setzbar ist,

d) bei Ausfall der Druckmittelquelle der dritte Druckraum bei der Betätigung des ersten Kolb&ös unter Druck setzbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

e) das Servodruckventil (19, 21) über eine Federverbindung (32, 34) durch den ersten Kolben (12) mechanisch in die Offenstellung bewegbar ist,

f) der zweite Kolben (9; 9a; 9b; 9c) mit einem koaxialen Sitzventil (15; 40; 47; 53) zusammenwirkt, das einen Verbindungskanal (14; 37; 46; 50,51) zwischen dem ersten (11) und dem dritten Druckraum steuert und das in der Ruhestellung des zweiten Kolbens offen und bei dessen Verschiebung in Richtung zum dritten Druckraum geschlossen ist.

2. Bremskraftverstärke/ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der /erbindungskanal (14) sich durch einen vor der Stirnseite des zweiten Kolbens (9) in der dritten Druckkammer angeordneten dritten Kolben (5) erstreckt und daß das Verschlußorgan des Ventils eine in der dem dritten Kolben zugewandten Stirnfläche des zweiten Kolbens (9) sitzende, mit dem Verbindungskanal (14) fluchtende Dichtung (15) ist.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kolben (5) stirnseitig eine den zweiten Kolben (9) umgebende Ringfläche (13) aufweist, die vom Druck in der ersten Druckkammer beaufschlagt ist.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal von einer axialen Bohrung (37) im zweiten Kolben (9a) gebildet ist, in die radiale, zum ersten Druckraum führende Bohrungen (38) einmünden, und daß der zum dritten Druckraum hin offenen axialen Bohrung das als Stößelventil (40, 41) ausgebildete Ventil gegenüberliegt.

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal von einer axialen Durchgangsbohrung (46) im zweiten Kolben (9a) gebildet ist, wobei der einen öffnung dieser Durchgangsbohrung das als Stößelventil (47, 48) ausgebildete Ventil gegenüberliegt.

6. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal von einer axialen Bohrung im zweiten Kolben (9c) gebildet ist, in die radiale, zum ersten Dmckraum hin offene Bohrungen (50) einmünden, und daß das Ventil von einem in der axialen Bohrung geführten, mit einem Schließglied (53) ausgestatteten Ventilschaft (54) gebildet ist, und daß das Schließglied (53) mit einem in der axialen Bohrung vorgesehenen Ventilsitz (52) zusammenwirkt, wobei der Ventilschaft entgegen der Wirkung einer Feder (55) durch den Druck im zweiten Druckraum beaufschlagbar ist.