DE2645471C2 - Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Bremsanlagen - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

40

h) dem Rücklauf (38) ein diesen bei steigendem Druck in der Verstärkerkammer (14) zunehmend drosselndes Drosselglied (37) zugeordnet ist

i) der Steuerschieber (20) eine durchgehende Längsbohrung (24) aufweist welche die Verstärkerkammer (14) über eine an dem Steuerschieber (20) gegebene Blende (23) mit der Bodenseite der Sackbohrung (15) des Schiebers (12) verbindet,

j) die Querbohrung (25) des Steuerschiebers (20) stößelseitig der Blende (23) angeordnet ist und die durchgehende Längsbohrung (24) mit einer ringförmigen Ausnehmung (26) des Schiebers (12) verbindet,

k} die Ringnut (22) des Steuerschiebers (20) an ihren Enden Steuerkanten (27 und 27') aufweist, über welche bei stößelbetätigtem Steuerschieber (20) die erste Querbohrung (16) mit der ringförmigen Ausnehmung (26) des Schiebers (12) verbindbar und der belastbare Weiterlauf (4) bei geringer Belastung an der zweiten Querbohrung (18) des Schiebers (12) drosselbar ist.

I) die Druckbegrenzungseinrichtung (29) einen unter der Wirkung des in der Verstärkerkammer (14) anstehenden Druckes gegen die Kraft einer Feder (33) in den Stößel (7) einschiebbaren Kolben (35) aufweist, über welchen der Steuerschieber (20) von dem Stößel (67) betätigbar ist

2. Kraftverstärker nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Kolben (35) der Druckbegrenzungseinrichtung (29) in einer axialen Ausnehmung '28) des Stößels (7) angeordnet ist,

b) der Kolben (35) über eine Verlängerung (30) in einer nach außen offenen Längsbohrung (31) des Stößels (7) abgedichtet und gleitend geführt ist

c) die dem Kolben (35) zugeordnete Feder (33) stößelseitig an der Stirnwand der Ausnehmung (28) abgestützt ist,

d) der Kolben (35) über die Feder (33) an einem in der Ausnehmung (28) gegebenen Anscnlag (34) anliegt, wenn die Kraft der Feder (33) gegenüber der Wirkung des Druckes der Verstärkerkammer (14) überwiegt,

e) der Kolben (35) einen Ansatz (32) aufweist über weichen der Steuerschieber (20) betätigbar ist

3. Kraftverstärker nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Stößel (7) eine durch die Ausnehmung (28) gebildete ringförmige Stirnfläche aufweist, über welche der Schieber (12) mechanisch betätigbar ist

4. Kraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verstärkerkammer (14) eine Rückholfeder (11) angeordnet ist welche sich an der einen Seite an dem Schieber (12) und an der anderen Seite an einem Federteller (10) abstützt der an einem Anschlag (9) des Stößels (7) und in der unbetätigten Ausgangsstellung des Stößels (7) gehäuseseitig anliegt.

5. Kraftverstärker nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß

a)

b)

das Drosselglied (37) eine Drosselstelle (41) aufweist, welche bodenseitig einer in einer Ausnehmung (40) gleitend verschiebbar geführten Hülse (44) gebildet ist,

die Ausnehmung (40) einerseits der Hülse (44) mit der Verstärkerkammer (14) und andererseits der Hülse (44) mit dem Rücklauf (38) verbunden ist,

die Hülse (44) unter der Wirkung des Druckes der Verstärkerkammer (14) gegen die Kraft einer Feder (42) verschiebbar und der Rücklauf von der Hülse (44) drosselbar ist

Die Erfindung betrifft einen Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Kraftfahrzeugbremsanlagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Kraftverstärker haben den Zweck, eine am Stößel vorgegebene Betätigungskraft bis zu einem vorbestimmten Höchstwert zu verstärken und über ein Druckstück für die Betätigung eines Arbeitsgerätes, beispielsweise eines Hauptbremszylinders, nutzbar zu machen.

Ein Kraftverstärker dieser Gattung ist aus der DE-AS 01 680 bekannt. Dieser Kraftverstärker weist einen Steuerschieber auf, mit welchem bei Betätigung über

eine erste Steuerkante ein Rücklauf gesperrt, über eine zweite Steuerkante ein Druckmitteleinlaß geöffnet und über eine dritte Steuerkante ein belastbarer Weiterlauf gedrosselt wird. Der so gesteuerte Druckmitteleinlaß ist über einen Filter und eine Drosselstelle mit einer Verstärkerkammer verbunden, welche über eine mit einem Rückschlagventil gebildete Druckbegrenzungseinrichtung mit einem weiteren Rücklauf verbindbar ist Dabei ist nachteilig, daß die vorgeschlagene Dreikantensteuerung und Druckbegrenzungseinrichtung einen zu kostspieligen Aufbau verursachen, daß der belastbare Weiterlauf bei Verbindung des Druckmitteleinlasses mit der Veistärkerkammer unabhängig von seiner Belastung gedrosselt wird und daß die Funktion der Druckbegrenzungseinrichtung von der Wirkung einer wartungsbedürftigen Drosselstelle mit Filter abhängig ist

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile einen einfach und kompakt baubaren Kraftverstärker zu schaffen, welcher eine zuverlässige Begrenzung des Druckes der Verstärkerkammer und einen vom Druck der Verstärkerkammer unabhängig belastbaren Weiter'auf ermöglicht

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale in dem Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 5 aufgezeigt

Die Vorteile der Erfindung bestehen u. a. darin, daß durch die vorgeschlagene Rücklauf- und Druckbegrenzungsanordnung eine zusätzliche Rücklaufsteuerung mit dem Steuerschieber entfällt Somit sind mit dem Steuerschieber lediglich noch der Druckmitteleinlaß der Verstärkerkammer und der belastbare Weiterlauf zu steuern, was einen wesentlich vereinfachten Verstärkeraufbau ermöglicht. Auch der Steuerschieber ist auf der vorgeschlagenen Basis von nur zwei Steuerkanten erheblich einfacher herstellbar. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn •■'ie erste und zweite Steuerkante an den Enden einer Ringnut gebildet werden, so daß über die erste Steuerkante der Druckmitteleinlaß der Verstärkerkammer bei ungedrosseltem Weiterlauf steuerbar ist, wenn der Druck des Weiterlaufs höher ist als der Druck der Verstärkerkammer und der Druckmitteleinlaß über die zweite S'.euerkante bei gedrosse'tem Weiterlauf steuerbar ist, wenn der Druck im Weiterlauf kleiner ist als der Druck in der Verstärkerkammer, wodurch eine vom Druck der Verstärkerkammer unabhängige Versorgung des Weiterlaufs ermöglicht wird.

Die in dem Patentanspruch 2 vorgeschlagene Ausgestaltung der Druckbegrenzungseinrichtung ermöglicht eine ruckfreie und unter Vermeidung von Vorschaltfiltern zuverlässige Druckbegrenzung sowie über den vorgeschlagenen ringförmigen Ansatz eine störunanfällige Betätigung des Steuerschiebers. Die nach dem Patentanspruch 3 vorgeschlagene ringförmige Stirnfläche des Stößels ermöglicht eine mechanische Betätigung des Schiebers bei Druckausfall.

Die im Patentanspruch 4 vorgeschlagene Anordnung der Rückholfeder erbringt eine unterstützende Wirkung der den Stößel der Druckbegrenzungseinrichtung beiiufsehlagenen Feder einerseits und der den Schieber in AnInge am Druckstück haltenden und den Steuerschieber gegen den Stößel belastenden Feder andererseits, wodurch diese beiden Federn wirtschaftlich vorteilhaft auslcgbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Kraftverstärker.

Die Figur umreißt den Kraftverstärker mit seinem Zylinder I, dessen Zylinderbohrung 2 einen Druckmitteleinlaß 3, einen Weiterlauf 4 und beiderseits abgedichtet in den Zylinder eingebrachte Verschlußstücke 5 und

6 aufweist

Die Verschlußstücke 5 und 6 weisen axial zur Zylinderbohrung eingebrachte, durchgehende Bohrungen auf, in welche einerseits im Verschlußstück 5 ein Stößel

7 für die Betätigung des Kraftverstärkers und andererseits im Verschlußstück 6 ein Druckstück 8 jeweils abgedichtet und gleitend verschieblich angeordnet sind.

In der Zylinderbohrung 2 ist ein am Druckstück 8 unter der Wirkung einer sich an einem am Verschlußstück 6 und an einem am Stößel 7 gegebenen Anschlag 9 anliegenden Federteller 10 abstützenden Rückholfeder 11 anliegender, in der Zylinderbohrung 2 gleitend verschieblicher Schieber 12 angeordnet, w-iicher die Zylinderbohrung 2 in eine von ihm und vom Druckstock 8 begrenzte Rücklaufkammer 13 und in eine von ihm und vom Stößel 7 begrenzte Verstärkerkammer 14 teilt

Der Schieber 12 weist eine stößelseitig axial zur Zylinderbon, üng 2 eingebrachte Sackbohrung 15 auf, welche über eine Querbohrung 16 und eine Ringnut 17 des Schiebers 12 mit dem Druckmitteleinlaß 3 sowie über eine weitere Querbohrung 18 und eine Ringnut 19 mit dem Weiterlauf 4 verbunden ist.

In der Sackbohrung 15 des Schiebers 12 ist ein mit dem Stößel 7 zusammenwirkender Steuerschieber 20 gleitend und gegen die Kraft einer am Boden der Sackbohrung 15 abgestützten Feder 21 verschieblich angeordnet, welcher eine die beiden Querbohrungen 16 und 18 des Schiebers 12 und damit den Druckmitteleinlaß 3 und den Weiterlauf 4 verbindende Ringnut 22 sowie eine einerseits mit der Verstärkerkammer 14 und andererseits über eine Blende 23 mit dem Raum der Feder 21 verbundene Längsbohrung 24 aufweist welche bei Betätigung des Stößels 7 über eine Querbohrung 25 des Steuerschiebers 20 und eine ringförmige Ausnehmung 26 der Sackbohrung 15 des Schiebers 12 sowie über die Ringnut 22 des Steuerschiebers 20 mit dem Drockmitteleinlaß 3 verbindbar ist.

Die Ringnut 22 des Steuerschiebers 20 weist an ihrer seitlichen Begrenzung Steuerkanten 27 und 27' auf, über welche bei unbetätigtem Stößel 7 die Verbindung der Längsbohrung 24 mit dem Druckmitteleinlaß 3 abgesperrt und die Verbindung des Weiterlaufes 4 zum Druckmitteleinlaß 3 voll geöffnet sowie bei betätigtem Stößel 7 in Abhängigkeit von einer Belastung des Weiterlaufes 4 mit abnehmender Belastung des Weiterlaufes <i die Verbindung des Weiterlaufes 4 zum Druckmitteleinlaß 3 zunehmend dros«elbar und die Verbindung der Längsbohrung 24 zum Druckmitteleinlaß 3 zunehmend entsperrbar ist.

Der Stößel 7 weist eine schieberseitig und axial zur Zylinderbohrung 2 eingebrachte Ausnehmung 28 auf, in welcher eine Druckbegrenzungseinrichtung 29 angeordnet ist, so daß der Stößel 7 über die Druckbegrenzungseinrichtung 29 mit dem Steuerschieber 20 zusammenwirkt und bei überspielter Druckbegrenzungseinrichtung 29 mit seiner an der Wandung der Ausnehmung 28 gegebenen ι ',ngförmigen Stirnfläche mit der ihm zugewandten, ringförmigen Stirnfläche des Schiebers 12 zusammenwirkbar ist.
Die Druckbegrenzungseinrichtung 29 umfaßt einen

mit Spiel in der Ausnehmung 28 angeordneten, einerseits mit einer Verlängerung 30 in einer nach außen offenen Längsbohrung 31 des Stößels 7 gleitend und abgedichtet geführten und andererseits mit einem Ansatz 32 mit dem Steuerschieber 20 zusammenwirkenden, unter der Kraft einer an der Stirnwand der Ausnehmung 28 abgestützten Feder 33 unterhalb eines durch den Querschnitt der Verlängerung 30 und die Kraft der Feder 33 vorbestimmbaren Druckes in der Verstärkerkammer 14 an einem schieberseitig in der Ausnehmung 28 durch einen Sprengring gegebenen Anschlag 34 anliegenden und unter der Wirkung des vorbestimmten Druckes in der Verstärkerkammer 14 gegen die Kraft der Feder 33 verschieblichen Stößel 35.

Die Verstärkerkammer 14 isi über eine Bohrung 36 und ein Drosselglied 37 mit einem Rücklauf 38 verbunden.

Das Drosselglied 37 ist in einer einerseits über die der Anlage des Stößels 35 der Druckbcgrcn/.iingscinrichtung 29 am Anschlag 34 unter Mitnahme des am Ansatz 32 des Stößels 35 anliegenden Steuerschiebers 20 gegen die Kraft der Feder 21, wobei der Stcucrschicber 20 einerseits über seine Steuerkante 27' die Verbindung der Verstärkerkammer 14 über die Längsbohrung 24 und die Querbohrung 25 des Steuerschiebers 20, die ringförmige Ausnehmung 26 des Schiebers 12, die Ringnut 22 des Steuerschiebers 20, die Querbohrung 16 und

ίο die Ringnut 17 des Schiebers 12 zum Druckmitteleinlaß

3 freigibt und andererseits über seine Steuerkante 27 die Verbindung des Druckmitteleinlasses 3 zum Weiterlauf

4 entsprechend der Belastung des Weiterlaufes 4 mit abnehmender Belastung des Weiterlaufes 4 zunehmend drosselt und somit in der Verstärkerkammer 14 einen von der Belastung des Weiterlaufes 4 erwünscht unabhängigen Druckaufbau bewirkt. Der auf diese Weise in der Verstärkerkammer 14 aufgabaute Druck erbringt

Bohrung 36 mit der Verstärkerkammer !4 und anderer eine gegenüber der Bciätigüngskraft F ί im Verhältnis

seits über eine ringförmige Ausnehmung 39 mit dem Rücklauf 38 verbundenen, zylindrischen Ausnehmung 40 angeordnet und weist eine in die zylindrische Ausnehmung 40 gleitend eingebrachte, die Verstärkerkammer 14 über eine Drosselstelle 41 mit dem Rücklauf 38 verbindende, unter der Wirkung des Druckes der Verstärkerkammer 14 gegen die Kraft einer Feder 42 verschiebliche und dabei die mit dem Rücklauf 38 verbundene, ringförmige Ausnehmung 39 zunehmend sperrende und bei unbeaufschlagter Verstärkerkammer 14 unter der Kraft der Feder 42 an einem in der zylindrischen Ausnehmung 40 gegebenen Anschlag 43 anliegende und dabei die ringförmige Ausnehmung 39 zur zylindrischen Ausnehmung 40 öffnende Hülse 44 auf.

Die Rücklaufkammer 13 ist über eine stirnseitig im Verschlußstück 6 eingebrachte, ringförmige Ausnehmung 45, eine Bohrung 46 und die ringförmige Ausnehmung 39 mit dem Rücklauf 38 verbunden.

Die Wirkungsweise des in der Figur dargestellten Kraftverstärkers ist wie folgt:

In der Figur ist der Kraftverstärker in seiner bei unbetätigtem Stöße! 7 gegebenen Ausgangsposition dargestellt. Der Druckmitteleinlaß 3 ist über die Ringnut 17 und die Querbohrung 16 des Schiebers 12 sowie über die Ringnut 22 des Steuerschiebers 20, die Querbohrung 18 und die Ringnut 19 des Schiebers 12 mit dem Weiterlauf 4 verbunden. Dx Verstärkerkammer 14 ist drucklos, da der Steuerschieber 20 mit seiner Steuerkante 27' die Verbindung der Verstärkerkammer 14 zum Druckmitteleinlaß 3 sperrt. Der Stößel 35 der Druckbegrenzungscinrichtung 29 liegt unter der Wirkung der vorgespannten Feder 42 3m Anschlag 43 an. Der Schieber 12 liegt unter der Kraft der Feder 21 am Druckstück 8 und der Steuerschieber 20 unter der Wirkung der Feder 21 am Ansatz 32 des Stößels 35 der Druckbegrenzungseinrichtung 29 an und hält den Stößel 7, unterstützt durch die Kraft der Rückholfeder 11, in seiner Bereitschaftsposition, wobei, je nach Art des Einbaues des Kraftverstärkers, der Weg des Steuerschiebers 20 in Stößelrichtung beispielsweise durch einen nicht näher beschriebenen, in der Figur an einem in der Sackbohrung 15 des Schiebers 12 eingebrachten Sprengring gegebenen Anschlag begrenzt sein kann. Ferner liegt die Hülse 44 des Drosselgliedes 37 unter der Kraft der Feder 42 am Anschlag 43 an, wobei die Hülse 44 die Verbindung von der zylindrischen Ausnehmung 40 zur mit dem Rücklauf 38 verbundenen, ringförmigen Ausnehmung 39 freigibt.

Bei Betätigung des Stößels 7 bewegt sich der Stößel 7 unter der Wirkung der Betätigungskraft Fl bei bleibender Wirkflächen des Schiebers 12 und des Stößels 7 verstärkte, über das am Schieber 12 anliegende Druckstück 8 nutzbare Kraft F 2.

Der in der Verstärkerkammer 14 jeweils gegebene Druck steht gleichzeitig über die Bohrung 36 am Drosselglied 37 an, welcher über die Drosselstelle 41 der Hülse 44 und durch die unter der Wirkung des zunehmenden Druckes der Verstärkerkammer 14 gegen die Kraft de. Feder 42 verschiebliche und dabei die mit dem Rücklauf 38 verbundene, ringförmige Ausnehmung 39 zunehmend sperrende Hülse 44 einen vorbestimmten, maximalen Stromdurchfluß von beispielsweise 1,5 l/min, zum Rücklauf 38 gewährleistet

Sobald der Druck in der Verstärkerkammer 14 über die Wirkfläche der Verlängerung 30 des Stößeis 35 der Druckbegrenzungseinrichtung 29 die Kraft der Feder 33 überwindet, verschiebt sich der Stößel 35 gegen die Kraft der Feder 33 bei unter der Kraft der Feder 21 nachfolgendem und dabei die Verbindung des Druckmitteleinlasses 3 zur Verstärkerkammer 14 und seiner Steuerkante 27' zunehmend sperrenden Steuerschieber 20, wodurch der Druckanstieg in der Verstärkerkammer 14 endet und der Druck in der Verstärkerkammer 14 auf den durch die Wirkfläche der Verlängerung 30 des Stößels 35 der Druckbegrenzungseinrichtung 29 und die Kraft der Feder 33 vorbestimmten Wert in für die Auslegung und Sicherheit der Übertragungselemente der Bremsanlage angepaßter Weise begrenzt ist.

Sobald die Betätigung des Stößels 7 endet, baut sich der Druck in der Verstärkerkammer 14 über das Drosselglied 29 ab und alle verschieblichen Teile des Kraftverstärkers nehmen unter der Kraft der ihnen zugeordneten Federn ihre vorweg beschriebene Ausgangsposition ein.
Fällt vor oder bei einer Betätigung des Stößels 7 der Druck aus, bewegt sich der Stößel 7 unter der Wirkung der Betätigungskraft F\ gegen die Kraft der Federn 21 und 33 sowie der Rückholfeder 11 und legt sich schließlich mit seiner ringförmigen Stirnfläche an die Stirnfläche des Schiebers 12 an, wobei eine Durchsteuerung der Betätigungskraft F1 zum Druckstück 8 ohne Gefahr für die verschieblichen Teile des Kraftverstärkers gegeben ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Kraftverstärker für Hydraulikanlagen, insbesondere Kraftfahrzeugbremsanlagen, mit

a) einem Zylinder, welcher eine durchgehende Zylinderbohrung aufweist

b) einem an einem Ende der Zylinderbohrung abgedichtet und gleitend verschiebbar angeordne- ten Stößel, welcher eine Druckbegrenzungseinrichtung aufweist

c) einem in der Zylinderbohrung gleitend verschiebbar und von dem Stößel betätigbar angeordneten Schieber, über welchen ein Druck- stück betätigbar ist,

d) einer in den Schieber stößelseitig axial eingebrachten Sackbohrung, welche über eine erste Querbohrung und Ringnut des Schiebers mit einem Cruckmitteleinlaß und eine zweite Querbohrung und Ringnut mit einem belastbaren Weiterlauf verbunden ist,

e) einem in der Sackbohrung gleitend verschiebbar und von dem Stößel über die Druckbegrenzungseinrichtung betätigbar angeordneten Steuerschieber, welcher eine die erste und die zweite Querbohrung des Schiebers miteinander verbindende Ringnut aufweist

f) je einer in dem Steuerschieber eingebrachten Längs- und Querbohrung, über welche die Sackbol'THig bodenseitig des Steuerschiebers mit dem Druckmitteleinlaß verbindbar ist

g) einer in der Zylinderbohrung gebildeten Verstärkerkammer, welch'.: an der einen Seite von dem Stößel und an der anderen Seite von dem Schieber und dem Steuerschieber begrenzt und mit einem gedrosselten Rücklauf verbunden ist,