DE2616240C2 - Bremskraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem willkürlich, vorzugsweise vom Bremspedal betätigbaren Steuerkolben, der mit einem an eine Druckmittelquelle angeschlossenen Zuschaltventil zusammenarbeitet und von dem ein Strömungsmittel zur Betätigung dieses Ventils aus seinem Zylinderraum verdrängbar ist, und mit einem Arbeitskolben, vorzugsweise mit einem Tandemarbeitskolben, der von dem vom Zuschaltventil eingesteuerten Druck beaufschlagt wird.

Durch die DE-OS 21 25 880 ist ein Bremskraftverstärker mit einem Steuerkolbcn bekannt, bei dessen Betätigung ein Steuerdruck aufgebaut wird, der ein den Arbeitsdruck steuerndes Zuschaitventil betätigt Bei dieser bekannten Ausführung eines Bremskraftverstärkers, der mit einem Druckmittel arbeitet ist zwar für den Fall, daß der Verstärker ausfällt, eine mechanische Antriebsverbindung zwischen dem Steuerkolben und dem Arbeitskolben vorhanden. Dieser Bremskraftverstärker weist jedoch keine direkte Rückmeldung des Arbeitsdruckes auf den Eingangskolben und damit auf den Fuß des Fahrers auf.

Bei anderen bekannten Verstärkerausführungen ist der Steuerkolben so angeordnet, daß der von der Druckmittelquelle über das Zuschaltventil eingesteuerte Druck nicht direkt auf den Betätigungskolben wirkt Das Fehlen des direkten Reaktionsdruckes wirkt sich auf das dem Fahrer vermittelte Pedalgefühl nachteilig aus. Ein weiterer Nachteil dieses durch das DE-GM 19 11 383 bekanntgewordenen Verstärkers ist das Fehlen einer mechanischen Antriebsverbindung zwischen Steuerkolben und Antriebskolben, wodurch beim Auftreten einer Leckage zwischen Steuerkolben und Steuerzylinder die Bremsanlage zum Totalausfall kommt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftverstärker zu schaffen, der die genannten Nachteile nicht aufweist und bei dem sich bei intakter Verstärkereinrichtung zwischen dem Weg des Eingangskolbens und dem Weg des Ausgangskolbens eine Übersetzung ergibt, die größer als eins ist Außerdem soll bei dem erfindungsgemäßen Verstärker eine direkte Rückmeldung des herrschenden Arbeitsdruckes auf den Eingangskolben und das Pedal gegeben sein.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst daß der Steuerkolben als einstückiger Stufenkolben mit einer Ringstufe ausgebildet ist und einerseits im Bereich seines Eintritts in das Bremskraftverstärkergehäuse sowie andererseits in der Nähe seiner Stirnfläche gegen das Bremskraftverstärkergehäuse abgedichtet ist, wobei die Stirnfläche in einen Arbeitsdruckraum hineinragt und an dem dort befindlichen Arbeitskolben anliegt, und daß das Zuschaltventil durch das von der ringförmigen Stufe des Steuerkolbens aus dem zwischen seinen beiden Lagerstellen entstandenen Ringraum verdrängte Strömungsmittel betätigt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll der Bremskraftverstärker konstruktiv so ausgestaltet sein, daß zwischen einem das Zuschaltventil betätigenden Ventilsitzbolzen und dem auf den Ventilsitzbolzen einwirkenden Zuschaltventilkolben, auf den von der anderen Seite her der vom Steuerkolben hervorgerufene Druck einwirkt eine Ventilfeder angeordnet sein, die die Ventilbetätigungskraft des Zuschaltventils in Abhängigkeit vom Kolbenweg des vom Steuerdruck beaufschlagten Zuschaltventilkolbens bestimmt.
Bei der Rücknahme des Pedaldruckes soll weiterhin gewährleistet sein, daß nicht mehr benötigtes Strömungsmittel schnell abfließen kann. Hierzu ist vorgesehen, daß sich bei Verminderung des Steuerdrucks und nach dem Wiederöffnen des Zuschaltventils ein Rücklaufventil öffnet, das ein Rückströmen von entlastetem Strömungsmittel über eine Bohrung im Ventilsitzbolzen des Zuschaltventils zum Rücklaufbehälter zuläßt. Der Rücklauf wird durch ein besonderes Ventil sichergestellt, und damit dies auch in jedem Falle öffnet, ist vorgesehen, daß die Ventilfeder zur Sicherung des öffnens des Rücklaufventils bei Druckrückgang am Zuschaltventilkolben mit einer Fesselung befestigt ist, die das Einsetzen einer am Bolzen angreifenden Rückstellfeder mit geringer Federkraft erlaubt.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der folgenden Beschreibung näher erläutert

Die Zeichnung zeigt als Prinzipbild einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäißen Bremskraftverstärker, bei dem das Gehäuse des Zuschaltventils in das eigentliche Verstärkergehäuse mit einbezogen ist; ein einziges Teil dient also als Gehäuse für den Hauptzylinder mit dem Steuerkolben und füi das Zuschaltventil.

Ein Verstärkergehäuse 1 nimmt die Arbeuskolben 2 und 3 auf, die mit Anschlüssen 4 und 5 zusammenarbeiten, an denen Leitungen für die einzelnen Bremskreisläufe angeschlossen werden können.

Die Arbeitskolben 2 und 3 stützen sich an Rückstellfedern 6 und 7 ab. Ein als Steuerkolben ausgebildetes Betätigungsglied 8 liegt mit seiner Stirnfläche 9 an der benachbarten Stirnfläche 11 des Arbeitskolbens 3 an. Am Steuerkolben 8 ist das vom Fahrer betätifebare hier nicht dargestellte Pedal angeschlossen. Der Steuerkolben 8 ist als einstückiger Stufenkolben mit der Ringstufe 12 ausgebildet Er wird im Bereich seines Eintritts in das Verstärkergehäuse 1 von einer Dichtung 13 nach außen hin abgedichtet und über eine Kolbenschulter 14 geführt

Eine Dichtung 13a dichtet den durch die in Anpassung an die Ringstufe 12 entstandenen Ringraum 15 zu einem Nachsaugraum 15a hin ab. Auf der anderen Seite, nämlich im Bereich und im Anschluß an die Stirnfläche 9 ist der Steuerkolben 8 gelagert und mit Dichtungen 16 abgedichtet, welche den Ringraum 15 von dem Arbeitsdruckraum 17 abtrennen, von dem aus das Strömungsmittel auf die Stirnfläche 11 des Arbeitskolbens 3 wirkt Dieser Arbeitskolben 3 bewegt sich in einem zylindrischen Arbeitskolbenraum 18, der gegenüber dem Arbeitsdruckraum 17 durch die Dichtungen 19 abgedichtet ist. Der Ringraum 15 ist durch eine Bohrung 21 mit einem Steuerdruckraum 22 verbunden. In diesen Raum vom Steuerkolben 8 eingedrücktes Strömungsmittel wirkt auf den Zuschaltventilkolben 23. An diesem ist mit einer Befestigungsschraube 24 und einer hutförmigen Fesselhülse 25 eine Ventilfeder 26 befestigt. Durch die Fesselung der Ventilfeder 26 braucht die Rückstellfeder 27 des Ventilsitzbolzens 28 nicht so stark zu sein. Die durch die Rückstellfeder 27 hervorgerufene Bewegung des Ventilsitzbolzens 28 in Richtung auf den Zuschaltventilkolben 23 findet eine Begrenzung durch eben Anschlagstift 40. Der Ventilsitzbolzen kann bei Druckerhöhung im Steuerdruckraum 22 in Richtung auf einen Ventilstößel 29 mit einer Kugel 30 als Teil eines Speicherzuschaltventils 32 zu verschoben werden. Diesem Speicherzuschaltventil wird Druck von einem nicht dargestellten Druckmittelbehälter zugeführt.

Der Ringraum 15 steht über eine Ausgleichsbohrung 33 und eine weitere Bohrung 34 mit einem nicht dargestellten Vorratsbehälter in Verbindung.

Beim Betätigen des Steuerkolbens 8 überfährt die Dichtung 13a die Ausgleichsbohrung 33, die dadurch abgeschlossen ist. Danach wird aus dem Ringraum 15 Druckmittel über die Bohrung 21 in den Steuerdruckraum 22 verdrängt. Infolge des hier entstehenden Drukkes wird der Zuschaltventilkolben 23 in seiner zylindrischen Bohrung 35 verschoben. Unter Zusammendrükkung der gefesselten Ventilfeder 26 wird der Ventilsitzbolzen 28 auf den Ventilstößel 29 zu verschoben. Beim Berühren seiner Kugel 30 wir<J eine Ventilsitzbohrung 36 verschlossen und dann de'' Ventilstößel 29 auf die Ventilkugel 31 zu verschoben, clie Kugel daraufhin unter Zusammendrückung einer Fe^er 37 bewegt und damit das Speicherzuschaltventil 32 geöffnet Dadurch wird von dem nicht dargestellten Druckmittelbehälter der Bohrung 38: Druckmittel zugeführt, das durch das Speicherzuschaltventil 32, die Verbindungsbohrung 39, eine Nut 41 und Bohrungen 42, 43 und 44 in den Arbeitsdruckraum 17 eingeführt wird. Dadurch wird der Arbeitskolben 3 im Arbeitskolbenraum 18 verschoben und als Folge davon der Arbeitskojben 2 ebenfalls verschoben, die beide auf die nicht dargestellten Bremszylinder

ίο wirken. Durch die Verschiebung der Arbeitskolben 2 und 3 werden die Bremsen in bekannter Weise zur Anlage gebracht Gleichzeitig übermittelt der Steuerkolben 8 einen direkten Reaktionsdruck auf das Bremspedal.
Übersteigt der Druck auf die Stirnseite des mit der Ventilkugel 30 verschlossenen Ventilsitzes des Ventilsitzbolzens 28 einen bestimmten Wert, so wird der Ventilsitzbolzen entgegen der Kraft der Ventilfeder 26 soweit verschoben, bis sich zwischen Federkraft und der auf den Ventilsitzbolzen wirkenden Reaktionskraft Gleichgewicht einstellt. Dabei wird das Speicherzuschaltventil 32 geschlossen und hierdurch die Druckmittelquellenverbindung zum Arbeitszylinder unterbrochen.
Wird der Steuerkolben 8 zurückgenommen, so sinkt aufgrund der Raumvergrößerung des Ringraumes 15 der Druck im Steuerdruckraum 22 und hierdurch wird über den Zuschaltventilkolben 23 eine begrenzte Federentlastung möglich. Dabei öffnet das von der Ventilkugel 30 gebildete Rücklaufventil. Ein Teil des Arbeitsdruckmittels kann über die Ventilsitzbohrung 36, den zylindrischen Bohrungsraum 35 und eine Bohrung 41 zum nicht dargestellten Vorratsbehälter zurückströmen. Die Druckabsenkung des Arbeitsdruckmediums erfolgt so lange, bis sich ein Kräftegleichgewicht zwisehen der Federkraft der Ventilfeder 26 und einer auf die Stirnfläche des Ventilsitzes des Ventilsitzbolzens 28 wirkenden Druckkraft einstellt.

Gleichzeitig mit der Arbeitsdruckabsenkung bewegt sich der Arbeitskolben 3 im Arbeitskolbenraum 18 zurück und hierdurch wird in bekannter Weise die Bremskraft vermindert.

Das Zuschaltventil und die zugehörigen Betätigungsorgane können konstruktiv so dimensioniert werden, daß sich nach der Betätigung des Bremskraftverstärkers bei intakter Verstärkereinrichtung zwischen Arbeitskolbenweg und Steuerkolbenweg eine Übersetzung größer als eins ergibt.

Für den Fall, daß die Verstärkereinrichtung ausgefallen ist, dem Speicherzuschaltventil 32 also durch die Bohrung 38 kein Druck mehr zugeführt wird, kann die Bremse auch ohne Verstärkung betrieben werden. Wie in der Zeichnung dargestellt, liegt ja der Steuerkolben 8 unmittelbar am Arbeitskolben 3 an. Bei Betätigung der Bremse kann daher der Arbeitskolben 3 direkt durch die Bewegung des Steuerkolbens 8 mechanisch betätigt werden. Die Wegübersetzung zwischen Arbeitskolben 3 und dem Steuerkolben 8 ist dann gleich eins. Dabei wird weiterhin das Strömungsmittel, das sich im Ringraum 15 befindet, aus diesem über die Bohrung 21 verdrängt und in den Steuerdruckraum 22 geleitet. Der Zuschaltventilkolben 23 wird dadurch gegen den Druck der Ventilfeder 26 verschoben. Obwohl bei dieser Bewegung auch das Speicherzuschaltventil 32 geöffnet wird, hat dies jedoch keine Folgen, da Druck durch die Bohrung 38 ja nicht zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bremskraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem willkürlich, vorzugsweise vom Bremspedal betätigbaren Steuerkolben, der mit einem an eine Druckmittelquelle angeschlossenen Zuschaltventil zusammenarbeitet und von dem ein Strömungsmittel zur Betätigung dieses Ventils aus seinem Zylinderraum verdrängbar ist, und mit einem Arbeitskolben, vorzugsweise mit einem Tandemarbeitskolben, der von dem vom Zuschaltventil eingesteuerten Druck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (8) als einstückiger Stufenkolben mit einer Ringstufe (12) ausgebildet isi und einerseits im Bereich seines Eintritts in das Bremskraftverstärkergehäuse (1) sowie andererseits in der Nähe seiner Stirnfläche (9) gegen das Bremskraftverstärkergehäuse (I) abgedichtet ist, wobei die Stirnfläche (9) in einen Arbeitsdruckraum (17) hineinragt und an dem dort befindlichen Arbeitskolben (3) anliegt, und daß das Zuschaltventil (32) durch das von der ringförmigen Stufe (12) des Steuerkolbens (8) aus dem zwischen seinen beiden Lagerstellen (14 und bei 16) entstandenen Ringraum (15) verdrängte Strömungsmittel betätigt wird.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem das Zuschaltventil (32) betätigenden Ventilsitzbolzen (28) und dem auf den Ventilsitzbolzen einwirkenden Zuschaltventilkolben (23), auf den von der anderen Seite her der vom Steuerkolbsn (8) hervorgerufene Druck einwirkt, eine Ventilfeder (26) angeordnet ist, die die Ventilbetätigungskraft des Zuschaltventils (32) in Abhängigkeit vom Kolbenweg des vom Steuerdruck beaufschlagten Zuschaltventilkolbens (23) bestimmt.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Verminderung des Steuerdrucks und nach dem Wiederschließen des Zuschaltventils (32) ein Rücklaufventil (30, 36) öffnet, das ein Rückströmen von entlastetem Strömungsmittel über eine Bohrung (36) im Ventilsitzbolzen (28) des Zuschaltventils (32) zum Rücklaufbehälter zuläßt.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (26) zur Sicherstellung eines Öffnens des Rücklaufventils (30, 36) bei Druckrückgang am Zuschaltventilkolben (23) mit einer Fesselhülse (25) befestigt ist, die das Einsetzen einer am Bolzen eingreifenden Rückstellfeder (27) mit geringer Federkraft erlaubt.