DE2605625C2

DE2605625C2 - Hydraulischer Bremskraftverstärker für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2605625C2
Application number: DE2605625A
Authority: DE
Inventors: Jean-Jacques Montreuil Carre; Roland Bessancourt Muterel
Original assignee: D.B.A. Bendix Lockheed Air Equipement S.A., Clichy, Hauts-de-Seine
Current assignee: Bendix France SA
Priority date: 1975-03-04
Filing date: 1976-02-12
Publication date: 1986-04-17
Also published as: FR2303185A1; SE411379B; SE7601784L; US4050251A; DE2605625A1; JPS5824300B2; FR2303185B1; IT1055922B; JPS51132375A; GB1505451A

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Bremskraftverstärker für Fahrzeuge mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei einem derartigen bekannten Bremskraftverstärker (DE-CS 22 63 081) muß über die Kolbenstange auf den Kolben eine verhältnismäßig große Kraft ausgeübt werden, um in der Arbeitskammer einen entsprechenden Bremsdruck zu erzeugen, wenn in der Steuerdruckkammer kein hydraulischer Druck aufgebaut werden kann. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn der Durchmesser des Kolbens verhältnismäßig groß gewählt wird, um kürzere Abmessungen des Bremskraftverstärkers zu erhalten.

Es ist auch bekannt (FR-PS 21 88 072), zwischen der Kolbenstange und dem Kolben bzw. dem Verteilerventil, eine mechanische Übersetzung in Form von Hebelarmen vorzusehen, so daß bei Druckausfall zur Erzielung eines bestimmten Kolbenhubes ein größerer Hub der Kolbenstange erforderlich ist, als für den Kolbenhub mit hydraulischer Unterstützung. Bei Druckausfall muß die Hebelübersetzung zurückgezogen werden, damit die Kolbenstange unmittelbar in Anlage an den Kolben geraten kann, dies bedingt einen bauliche!. Mehraufwand. Außerdem sind die Hebel verhältnismäßig bruchanfällig.

Bei einem anderen bekannten Bremskraftverstärker (US-PS 36 25 113) ist der Kolben auf der der Steuerdruckkammer abgekehrxen Seite, die zu einem Reser-/oir entlüftet ist als Ringkolben ausgebildet, in dem ein Kolben verschiebbar angeordnet ist, der eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und dem Reservoir steuert. Um nach einem Druckausfall in der Steuerdruckkammer bei Wiederkehr des Steuerdruckes eine plötzliche Betätigung des Kolbens zu vermeiden, wird der Druckaufbau über die von dem Kolben zum P.eservoir gesteuerte Verbindung verzögert. Da der Druck in der Arbeitskammer von einem an dem im Ringkolben geführten Kolben abgestützten getrennten Kolben aufgebaut wird, muß bei Ausfall des Steuerdrucks eine große Betätigungskraft zum Bremsen aufgebracht werden.

Dieser Nachteil trifft auch auf einen ebenfalls bekannten Bremskraftverstärker zu (US-PS 34 73 329), bei dem der Arbeitsdruck von einem Ringkolben aufgebaut wird, der yon einem mit Unterdruck arbeitenden Servomotor betätigt ist, und bei dem innerhalb des Ringkolbens ein Kolben verschiebbar ist, der den Arbeitsdruck als Reaktionskraft auf die Kolbenstange überträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bremskraftverstärker so auszubilden, daß bei Normalbetrieb, also bei Aufbau des Steuerdruckes, ein kürzerer Hub der Kolbenstange zum Bremsen erforderlich ist, als bei Ausfall des Steuerdruckes, wenn mit einer verhältnismäßig geringen Stellkraft an det Kolbenstange der nötige Bremsdruck in der Arbeitskammer aufgebracht werden soll.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß sind also der Kolben und der Ringkolben vom Steuerdruck beaufschlagt und bewegen sich im Gleichlauf. Ober beide Kolbenquerschnitte ergibt sich eine verhältnismäßig große Nutzfläche und daher ein verhältnismäßig kurzer Hub der Kolbenstange. Bei Ausfall des Steuerdrucks wird der innere Kolben mit Hilfe der Kolbenstange allein bewegt, so daß der B-emsdruck mit einer verhältnismäßig geringen Kraft aufgebracht werden kann. Dabei ist eine Verschiebung des Ringkolbens durch den Arbeitsdruck durch den Anschlag verhindert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen hydraulischen Bremskraftverstärker,

F i g. 2 einen Teillängsschnitt durch ein abgeändertes Ausführungsbeispiel und

F i g. 3 einen Teillängsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der in F i g. 1 gezeigte hydraulische Bremskraftverstärker ist für Fahrzeuge vorgesehen. Sein Gehäuse 10 enthält zwei Bohrungen 12, 14, welche bei diesem Ausführungsbeispiel parallel verlaufen. Beide Bohrungen münden in einer Kammer 16, welche als Steuerdruck-

kammer bezeichnet wird. In der Bohrung 14 sind strömungsmitteldicht und gleitbar zwei koaxiale Kolben 18, 20 angeordnet, welche die Steuerdruckkammer 16 von einer Arbeitskammer 22 trennen und am geschlossenen Ende der Bohrung 14 angeordnet ist. Die Kammern 16, 22 können an zwei unabhängige Bremsgruppen über die Fahrzeugrohrleitungen 24, 26 angeschlossen werden. Der Druckaufbau in der Steuerdruckkammer 16 erfolgt durch ein Vertpi'erventil 28, das in einer Muffe 30 gelagert ist, die ihrerseits durch ein ein Auslaßrohr bildendes Schlitzrohr 36 am Gehäuse 10 befestigt ist. Die Muffe 30 und das Verteilerventil 28 enthalten verschiedene Leitungen und öffnungen, die gegenüber einem mit einer Druckmittelquelle verbundenem Einlaßrohr 34 sowie gegenüber mit einem Reservoir verbundenem Auslaßrohr 36 entsprechend angeordnet sind, so daß die Steuerdruckkammer 16 frei mit dem Auslaßrohr 36 in Verbindung steht, wenn sich das Ventil in Ruhestellung (Fig. 1) befindet Das Ventil 28 wird durch eine Übersetzung gesteuert, die einen auf einem Stift 32 drehbar gelagerten Hebe! 38 umfaßt, der durch eine vom Fahrerpedal bediente Kolbenstange 40 bewegt wird. Ferner umfaßt die Übersetzung einen doppelt arbeitenden Fühler 42, der mit Hilfe eines Stiftes 44 auf dem Hebel 38 drehbar gelagert ist und dessen eine Seite auf dem Ventil 28 aufliegt, während seine andere Seite auf dem Servokolben 18 ruht. Die Kolbenstange 40 ist koaxial zum Kolben 18 angeordnet und ragt in die Kammer 16 hinein, so daß das Gabelende 46 der Kolbenstange bei Ausfall des Steuerdruckes Druck auf den Kolben 18 ausüben kann, wie nachstehend näher erläutert wird. Bei dieser Auslegung steuert die mechanische Übersetzung das Verteilerventil in Abhängigkeit von der relativen Bewegung zwischen Kolbenstange und Kolben 18.

Der Kolben 18 ist mit einem äußeren Ringkolben 20 verbunden, dessen Enden ebenfalls in die Kammern 16 und 22 hineinragen. Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kolben 18 mit einem Anschlag 48 in Form eines Absatzes versehen, so daß sein Ende mit eii.em kleineren Wirkquerschnitt in die Arbeitskammer 16 hineinragt. Der Ringkolben 20 besteht hier aus zwei Hülsen 50, 52, wobei die Hülse 52 den kleineren Innendurchmesser besitzt. Die erste Hülse 50 gleitet strömungsmitteldicht zwischen einem Kopf 54 des Kolbens 18 und der Oberfläche der Bohrung 14, während die zweite Hülse 52 eine D.chtung 56 besitzt, um die Arbeitskammer 16 gegen einen Hohlraum 58 abzudichten, der durch zwei Längsschlitze 60, 62 im Mittefteil des Kolbens 18 und in der Hülse 52 gebildet wird. Der Hohlraum 58 is: über eine Leitung 64, in weleher ein aus den öffnungen 60, 62 herausragendes als Anschlag 6-J dienendes Schlitzrohr gelagert ist, mit einem Druckmittelreservoir verbunden. Der Kopf 54 des Kolbens 18 ist mit einem mittig angeordneten Versorgungsventil 68 versehen, das strömungsmitteldicht mit einem Lagersitz 70 in Eingriff steht, welcher eine den Hohlraum 58 und die Kammer 22 verbindende Leitung 72 umschließt. Ein Schaft 74 mit Längsnuien ragt in die Leitung 72 hinein; er ist an einem Ventil 68 befestigt und kann am Rohr 66 andrücken und damit das Ventil 68 von seinem Lagersitz 70 abheben, wenn der Kolben 18 in Ruhestellung auf dem Rohr 66 aufliegt. Wie F i g. 1 zeigt, wirkt das Rohr 66 auch als Anschlag für den Ringkolben 20, indem es dessen Bewegung in die Arbeitskammer 16 hinein begrenzt. Schließlich dient ein weiterer Anschlag 76 zur Halterung der Dichtung 56 am offenen Ende der Bohrung 14, wo er mit elftem Sprengring 78 am Gehäuse befestigt ist.

Der vorstehend beschriebene Bremskraftverstärker arbeitet wie folgt: Wenn der Fahrer die Fahrzeugbremse betätigen will, bewegt er die Kolbenstange 40 von der gezeigten Ruhestellung aus nach links in Fig. 1, in welcher ihr Ende 46 auf dem Gehäuse aufliegt. Daher wird das Verteilerventil 28 so verschoben, daß die Steuerdruckkammer 16 vom Rohr 36 getrennt wird, und Druckmittel vom Einlaßrohr 34 in die Steuerdruckkammer 16 fließt. Der Druckanstieg in der Steuerdruckkammer 16 drückt den Kolben 18 nach links in F i g. 1, wobei er den Schaft 74 von seiner Auflage 66 abhebt und damit die Verbindung der Arbeitskammer 22 zum Reservoir sperrt. Eine andere Folge des Druckanstieges besteht darin, daß der Ringkolben 20 am Anschlag 48 des Kolbens 18 anstößt, da er an dem der Steuerdruckkammer 16 benachbarten Ende einen größeren Wirkquerschnitt besitzt als an dem der Arbeitskammer 22 benachbarten Ende, so daß er auch das Strömungsmittel in der Arbeitskammer 22 unter Druck setzt. Somit bewegen sich die beiden Kolben 18, 20 im Gleichl?:sf. Ferner sei bemerkt, daß das Hubverhältnis zwiscr-en Kolbenstange 40 und Kolben 18 gleich 1 ist. Bei Ausfair der hydraulischen Bremshilfe braucht die Hebelübersetzung nur einen kurzen Weg zurückzufahren, um die Endfläche 47 des Gabelendes 46 mit dem Kolben 18 in Eingriff zu bringen. In diesem Falle wird allein der Kolben 18 durch die Kolbenstange bewegt, um das Strömungsmittel in der Arbeitskammer 22 unter Druck zu setzen, da die gehäusefesten Anschläge 66 und 76 eine Rechtsbewegung des Ringkolbens 20 begrenzen, der hydraulisch in F i g. 1 nach rechts gedrückt wird. Bei Arbeiten der Bremshilfe wird das in der Arbeitskammer 22 vorhandene Strömungsmittel durch beide Kolben zusammen auf einem dem Querschnitt der Bohrung 14 gleichen Wirkquerschnitt komprimiert, während der Wirkquerschnitt des das Strömungsmittel in der Arbeitskammer 22 unter Druck setzenden Kolbens bei Ausfall der Bremshilfe auf den des Kopfes 54 des Kolbens 18 herabgesetzt wird. Somit wird bei Arbeiten der Bremshilfe der Hub des Fahrerpedals in Abhängigkeit von einem gegebenen Drwk in der Arbeitskammer 22 herabgesetzt, während die erforderliche Pedalkraft bei Nichtarbeiten der Bremshilfe durch Verkleinerung des Wirkqr.erschnittes des druckaufbauenden Kolbens verringert wird.

Daraus ergibt sich, daß die Kombination des abgesetzten Ringkolbens 20 und des komplementär abgesetzten inneren Kolbens 18 eine lösbare Kupplung bildet, die erstens bei vorhandener Bremshilfe in der Steuerdruckkammer 16 einen Gleichlauf der beiden Kolben 18, 20 ermöglicht, und zweitens gestattet, daß sich der Kolben 18 alleine bewegt, wenn er durch die vom Fahrer bediente Kolbenstange 40 betätigt wird. F i g. 2 und 3 zeigen zwei andere Ausführungsbeispiele dieser lösbaren Kupplung, bei welchen die beiden Kolben durch eine mechanische FJnwegverriegelung verbunden sind. Aus Zweckmäßigkeitsgründen zeigen die F i g. 2 und 3 zwei Einsätze, die beide nach Entfernung der vorstehend beschriebenen speziellen Vorrichtung in den in Fig. 1 gezeigten F.-emskraftverstärker eingebaut werden können Aus Gründen der Einfachheit tragen gleiche Bauteile dasselbe Bezugszeichen mit einer vorgesetzten Eins bzw. Zwei.

Die in Fig.2 gezeigte Einwegverriegelung arbeitet wie folgt: Die beiden Kolben 118, 120 besitzen identische Wirkquerschnic« in beiden Kammern 116, 122. Der Ringkolben 120 besteht hauptsächlich aus zwei Hülsen 180, 182 mit dem gleichen Durchmesser und einer stumpfkegeligen Berührungsfläche 184, deren Ke-

gelspitze 5 auf der Linie XX' der beiden Kolben 118, 120 liegt. Die der Arbeitskammer 122 benachbarte Hülse 180 enthält auch einen Schlitz 162, in welchen ein Rohr 166 hineinragt, das wieder als Anschlag für die Bewegung des Kolbens 120 in Richtung der Steuerdruckkammer 116 dient. Die der Kammer 116 benachbarte Hülse 182 ist als elastische geschlitzte Greif- oder Spannvorrichtung ausgebildet. Wenn in der Kammer 116 Druck aufgebaut wird, werden die beiden Hülsen 180, 182 zusammengedruckt, wobei ihre konischen Berührungsflächen 184 aufeinander gleiten, und die Hülse 182 zwischen dem Kolben 118 und der Hülse 180 verkeilt wird, so daß sich beide Kolben 118, 120 im Gleichlauf bewegen. Bei einem Druckabfall in der Steuerdruckkammer 116 wird der Kolben 118 jedoch freigegeben und kann sich allein in den Innenraum der Arbeitskammer 122 hineinbewegen.

In F i z- 3 sind die beiden Kolben 218, 220 von oben gesehen, d. h. im Schnitt längs einer durch die Achse XX' laufenden Ebene und senkrecht zur Schnittebene der Fi g. 1. Der äußere Ringkolben 220 besitzt eine einzige Hülse von gleichbleibendem Durchmesser, deren Innenfläche eine Nut 286 mit asymmetrischem abgeschrägtem Querschnitt enthält. Mindestens ein Verbindungselement wie eine in einem Hohlraum 290 des KoI-bens 218 gelagerte Kugel 288 wird elastisch in die Nut 286 gedrückt. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Hohlraum 290 eine Bohrung, welche zwei durch eine Spiralfeder 292 getrennte Kugeln 288 aufnimmt. Beide Kolben sind natürlich mit Längsnuten versehen, von denen nur eine 260 gezeigt ist, um ein Rohr 266 aufzunehmen, welches zur Begrenzung der Bewegung des Ringkolbens 220 in Richtung der Kammer 216 dient. Wie F i g. 3 zeigt, besitzt der asymmetrische Querschnitt der Nut 286 eine der Arbeitskammer 222 benachbarte flach abfallende Seite. Bei Druckanstieg in der Steuerdruckkammer 216 wird der Ringkoiben 220 nach links in F i g. 3 gedrückt, so daß die Kugel 288 zwischen die Steile Seite der Nut und die Kante des Hohlraumes 290 eingeklemmt wird. Damit bewegen sich die beiden Kolben 220, 218 im Gleichlauf. Bei Ausfall der hydraulischen Bremshilfe wird der Kolben 218 durch die Kugel 288 freigegeben und durch die Wirkung der flach abfallenden Seite der Nut 286 in seine Bohrung zurückgestoßen.

Die Erfindung ist auch für hydraulische Servomotoren anwendbar, bei welchen das Verteilerventil entweder durch eine mechanische Übersetzung oder hydraulisch beweg! wird.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Bremskraftverstärker für Fahrzeuge mit einem eine Arbeitskammer von einer Steuerdruckkammer abteilenden Kolben, der einerseits zum Aufbau des Bremsdrucks in der Arbeitskammer über ein vom Bremspedal betätigtes Verteilerventil mit Druckmittel in der Steuerdruckkammer beaufschlagbar ist und andererseits bei Druckausfall in der Steuerdruckkammer durch eine mit dem Bremspedal verbundene Kolbenstange verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18,118,218) gedichtet in einem Ringkolben (20, 120, 220) verschiebbar ist, dessen Stirnseiten ebenfalls der Steuerdruckkammer (16) und der Arbeitskammer (22) zugekehrt sind, daß zwischen dem Kolben und dem Ringkolben eine einseitig wirkende Kupplung vorgesehen ist, die bei Druckaufbau iir der Steuerkamrrjer (16) Kolben und Ringkolben zum Verschieben im Gleichlauf verbindet und die bei Druckausfall die Verbindung zwischen Kolben und Ringkolben löst, und daß die Verschiebung des Ringkolbens in Richtung der Steuerdruckkammer durch einen Anschlag (66) begrenzt ist

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (20) ein Stufenkolben ist, dessen kleinere Querschnittsfläche der Arbeitskammer (22) zugekehrt ist und daß der Stufenkolben bei Druckaufbau in der Steuerdruckkammer (16) ^n einen Anschlag(48) des Kolbens (18) anlegbar ist.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (20) aus zwei Hülsen (50,52) besteht unu die Hülse mit dem kleineren Innendurchmesser der Steuerdruckkammer (16) zugekehrt ist.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (120) aus zwei Hülsen (180, 182) mit jeweils gleichem Innen- und Außendurchmesser besteht, die eine gemeinsame stumpfkegelige Berührungsfläche (184) aufweisen.

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang des Ringkolbens (220) eine Nut (286) mit asymmetrischem abgeschrägten Querschnitt vorgesehen ist, in die mindestens ein Verbindungselement (288) elastisch gedruckt wird, das in einem Hohlraum (292) des Kolbens (218) angeordnet ist. 5C