DE2723734A1

DE2723734A1 - Bremskraftverstaerker

Info

Publication number: DE2723734A1
Application number: DE19772723734
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing Grad Leiber; Robert Ing Grad Mergenthaler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-05-26
Filing date: 1977-05-26
Publication date: 1978-12-07
Also published as: FR2391885A1; FR2391885B1; US4318272A; GB1599862A

Description

R. 39??

H.5-1977 He/Do

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Bremskraftverstärker

Zusammenfas sung

Es wird ein Bremskraftverstärker für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, dessen Steuerventil über eine Wegfeder betätigt wird.

Die Wegfeder ist dezentralisiert vom Steuerventil außerhalb des Verstärkers angeordnet. Damit wird einerseits Platz gespart, andererseits ist ihre bei Hilfskraftausfall notwendige Ausschaltung mit einfachen Mitteln möglich. Dies wird durch Eingriff an einem zur Übertragung des Wegfeder-Federweges bestimmten hydraulischen Gestänge mit Hilfe einer Ausschalteinrichtung erreicht. Die Ausschalteinrichtung hat einen Kolben, der einerseits unter Federdruck und andererseits unter Speicherdruck steht und der mit Hilfe einer Kolbenstange die Wegfeder kurzschließt.

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Stand der Tecnnik

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Die Erfindung geht aus von einem Bremskraftverstärker nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solcher Bremskraftverstärker ist bekannt. Bei diesen Geräten wird gewöhnlich ein Steuerventil verwendet, das über eine sogenannte "Wegfeder" vom Bremspedal her betätigbar ist und das ein Einlaß- und ein Auslaßventil für das Bremsdruckmittel aufweist.

Bei derartigen Steuerventilen ist im allgemeinen im gelösten Zustand das Einlaßventil geschlossen, und die Bremsleitungen sind über das Auslaßventil entlastet, und im Bremszustand ist das Auslaßventil geschlossen und das Einlaßventil geöffnet. Um dem Fahrer einerseits ein gefühlvolles Bremsen zu ermöglichen und ihm andererseits einen Eindruck von der erreichten Ventilstellung und damit der Bremswirkung zu vermitteln, wird zwischen Bremspedal und dem Steuerventil die Wegfeder angeordnet. Dadurch wirkt abhängig von der betreffenden Federkennlinie dem Pedaldruck eine mehr oder minder große Reaktionskraft entgegen .

Bei Bremsbetätigung durch das Pedal geschieht zwischeif einem Pedalstößel und dem Steuerventil folgendes: Der Pedalstößel wird vom Bremspedal gegen die Kraft der entgegengesetzt wirkenden Wegfeder verschoben. Dabei legt sich eine Dichtfläche eines Schließkörpers auf einen Auslaßsitz und dichtet somit das Auslaßventil. Der Weg des Auslaßventils-Schließkörpers wird als Auslaßhub bezeichnet.

Der Betätigungsweg des Pedalstößels ist jedoch größer als der Auslaßhub, da die im allgemeinen relativ weiche 'Wegfeder erst um einen bestimmten Betrag zusammengedrückt werden muß, bevor sie das Auslaßventil in Bewegung setzt. Zusätzlich zu der Federkraft müssen auch noch die auf den dichtend geführten Stößel einwirkenden Reibungskräfte überwunden werden.

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S Das Auftreffen des Ventilsitzes auf die Auslaßventil-Dichtfläche des Steuerventils führt bei weiterer Verschie bung des Stößels ebenfalls noch nicht zu einem sofortigen öffnen des Einlaßventils, da dieses in der Regel durch eine vorgespannte Feder mit einer bestimmten Schließkraft belastet ist und andererseits durch den Vorratsciruck im Raum hinter dem Einlaßventil eine weitere Kraft in Schließrichtung ausgeübt wird. Zur Überwindung dieser Kräfte wird die Wegfeder nochmals eine bestimmte Strecke eingedrückt, bevor es schließlich zur angestrebten öffnung des Einlaßventils und damit verbundener Bremsdruck-Einsteuerung kommt.

Diesen ganzen Federweg muß also die Wegfeder aufbringen.

Fällt aber die Hilfskraft aus, so- stellt die Wegfeder ein Wegverlust-Element dar, denn es kommt bei fehlender Hilfskraft darauf an, den ganzen Pedalweg zum Bremsen zur Verfügung zu haben. Ein Eingriff zum Ausschalten der Wegfeder erforderte aber bisher komplizierte und störungsanfällige Maßnahmen.

Verteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruch hat demgegenüber den Vorteil, daß die Wegfeder mit einfachen Mitteln ausschaltbar ist, ohne daß im Bremsverstärker komplizierte und störanfällige Einrichtungen angewendet werden müssen.

Ein weiterer Vorteil ist, daß die Ausschalteinrichtung je nach Platzverhältnissen an einer beliebigen Stelle des Fahrzeugs in der Nähe des Bremsverstärkers untergebracht werden kann.

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Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Bremskraftverstärker mit einer ersten Bauart der Wegfeder, Fig. 2 eine andere Bauart des Bremsverstärkers mit einer Einrichtung zur Pedalweg-Verlängerung, Fig. 3 eine weitere Variante und Fig. 4 eine abgewandelte Bauart mit Abriegelung der Wegfeder bei Hilfskraftausfall.

Beschreibung der Erfindung

Ein Zweikreis-Bremsverstärker 1 ist zwischen ein Bremspedal 2 und zwei Bremskreise I und II eingeschaltet. Er hat einen Verstärkerzylinder 3, in dem ein Verstärkerkolben 4 beweglich ist. Auf seiner dem Pedal 2 abgekehrten Seite begrenzt der Verstärkerkolben 4 eine Druckkammer 5, an die über eine Druckleitung 6 sowohl eine Pumpe 7 als auch.ein Speicher 8 angeschlossen sind.

Mittig im Verstärkerkolben 4 ist ein Steuerventil 9 angeordnet, das aus einem Einlaßventil 10 und einem Auslaßventil 11 besteht. Der Schließkörper des Auslaßventils 11 samt der ihn belastenden Feder sind in einer Druckwechselkammer 12 angeordnet, die über eine Bremsleitung 13 sowohl Verbin-

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dung zum Hinterachsbremskreis II/Sls auch über eine Zweigleitung 14 mit einer Primärkammer 15 eines hydraulischen Hauptzylinders 16 verbunden ist; dieser ist zur Versorgung eines Vorderachsbremskreises II über eine Bremsleitung 17 bestimmt.

Das Auslaßventil 11 hat ständig Verbindung mit einer im Verstärkerkolben 4 angeordneten Entlastungskammer 18, die über eine Ringaussparung 19 im Verstärkerkolben 4 an einen Nachfüllbehälter 20 angeschlossen ist. Zu dieser Ringaussparung 19 und damit zum Nachfüllbehälter 20 ist noch eine mit einem Überdruckventil 21 versehenen Überdruckleitung geführt, die an der Druckleitung 6 ihren Anfang nimmt.

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Pedalseitig wird die Entlastungskammer 18 von der Stirnfläche 23 eines Pedalstößels 2¹J begrenzt, der zweiteilig ausgeführt ist. Er besteht aus einem pedalbetätigten Stößelkolben 25 und einem die Stirnfläche 23 tragenden Stößelzylinder 26, zwischen denen sich eine Stößel-Flüssigkeitskammer 27 befindet. Die Flüssigkeitskammer 27 ist über eine Leitung 28 an eine Wegfeder-Flüssigkeitskammer 29 angeschlossen, die in einem dezentralisiert außerhalb des Verstärker angeordneten Wegfeder-Zylinder 30 liegt. Im Wegfeder-Zylinder 30 ist ein Kolben 31 angeordnet, der unter der Einwirkung einer Feder 32 steht. Diese Feder 32 ist die Wegfeder des Bremsverstärkers 1. Dabei bilden die Stößel-Flüssigkeitskammer 27, die Leitung 28 und die Wegfeder-Flüssigkeitskammer 29 ein weitgehend inkompressibles Gestänge.

Gleichachsig zum Wegfeder-Zylinder 30 ist eine Ausschalteinrichtung 33 für die Wegfeder 32 vorgesehen. Die Ausschalteinrichtung 33 hat einen Schaltkolben 3*J, der einerseits unter der Einwirkung einer Feder 35 und andererseits unter Speicherdruck über eine vor dem überdruckventil 21 von der Überdruckleitung 22 abgezweigte Speicherdruckleitung 36 steht. Unter diesem Speicherdruck liegt der Schaltkolben 3¹* gewöhnlich an einem Anschlag 37 an. Der Schaltkolben 34 hat eine Kolbenstange 38, mit der er die Wegfeder 32 durchgreifen und an dem Kolben 31 angreifen kann.

Wirkungswe i s e

Bei der Betätigung des Bremspedals 2 dringt der Stößelkolben 25 in den Stößelzylinder 26 ein. Dabei wird Flüssigkeit aus der Kammer 27 über die Leitung 28 in die Kammer 29 über die Leitung 28 in die Kammer 29 verdrängt, und der Kolben drückt die Wegfeder 32 zusammen. Je nach Gegenwirkung der Wegfeder 32 wird nun zuerst das Auslaßventil 11 geschlossen und dann wird das Einlaßventil 10

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-ar- 3^

geöffnet. Wenn das Steuerventil 9 vollständig im Bremssinn umgestellt ist, ist auch die Wegfeder 32 vollständig zusammengedrückt. Bremsdruckmittel aus der Druckkammer 5 wird in den Bremskreis II und in die Primärkammer 15 eingesteuert, so daß beide Bremskreise I und II Druck erhalten. Der eingesteuerte Bremsdruck ist durch die Druckwirkung in der Kammer 27 vom Fahrer spürbar, so daß er die Bremsung fein dosieren kann.

Fällt die Hilfskraft aus, so drückt die Feder 35 den Schaltkolben 3^ nach oben. Das freie Ende der Kolbenstange 38 durchdringt die Wegfeder 32 und trifft auf den Kolben 30. Dann wird die Wegfeder-Flüssigkeitskammer so lange verkleinert, bis das Aufnahmevermögen der Stößelkammer 27 erschöpft ist. Ist das erreicht, befinden sich der Stößelkolben 25 und mit ihm das Bremspedal 2 in Ausgangsstellung. Außerden hat auch das Steuerventil 9 automatisch seinen vollen Betätigungshub durchlaufen. Wird nun gebremst, dann sind die Wegfeder 32 und das Steuerventil 9 ausgeschaltet und der Verstärkerkolben 1 wird von dem Pedalstößel 24 sofort im Bremssinn verstellt. Die mit Flüssigkeit gefüllte Druckkammer 5 wird verkleinert, und die Flüssigkeit gelangt über die Bremsleitung 13 in den^Bremskreis II, wodurch auch über die Primärkammer 15 des Hauptzylinders l6 der Bremskreis I im Bremssinn betätigt wird.

An sich ist es bekannt, bei Ausfall der Hilfskraft dem Bremspedal einen größeren Hebelweg zur Verfügung zu stellen, um mit einem größeren Hebelweg den Ausfall der Hilfskraft wenigstens teilweise zu kompensieren. Wie sich eine solche Einrichtung gemäß der Erfindung mit einfachen Mittel und in vorteilhafter Weise mit der beschriebenen Wegfederausschaltung kombinieren läßt, ist in der Fig. 2 dargestellt. Dabei wurden für Teile, die bereits bei der Beschreibung der Fig. 1 angeführt sind, die gleichen Bezugszahlen verwendet.

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"3 9 '

Hier ist bei einem Zweikreis-Bremsverstärker 4l eine Gurarai-Wegfeder 42 ebenfalls dezentralisiert von einem Steuerventil 43 außerhalb des Verstärkers angeordnet. Ein hydraulisches übertragungsgestänge für die Wegfeder 42 besteht aus einer Stößel-Flüssigkeitskammer 44, die zwischen der Stirnfläche eines Pedalstößels 45 und einem Betätigungskolben 46 des Steuerventils 43 angeordnet ist. Diese Kammer 44 ist über einen den Verstärksrkclben 47 durchdringenden, ebenfalls zum hydraulischen Gestänge zählenden Kanal 48 an eine Flüssigkeitskammer 50' angeschlossen, die zwischen einem Innenboden 49 einer Kappe 50 und einem Gestänge-Kolben 52 angeordnet ist. Die Kappe 50 ist an einem Gehäuse 51 des Bremsverstärkers 4l seitlich befestigt. Der Gestängekolben 52 übergreift einen Teil der Wegfeder 42 mit einem Ringrand 53·

Mittels einer starken Feder 54 ist an einem Rand 55 der Kappe' 50 ein zweifach abgekröpfter Bügel 56 abgestützt, an dessen einem Arm 57 die Wegfeder 42 befestigt ist und dessen Rückseite einen Stößel 58 trägt, der einer Ausschalteinrichtung 59 gegenübersteht, die ähnlich ausgebildet ist wie die nach der Pig. 1, nur daß hier als Gegenfeder eine Gasfeder 60 verwendet ist.

Ein anderer Arm 6l des Bügels 56 liegt gewöhnlich an einer pedalseitigen, radialen Endfläche 62 des Verstärkerkolbens 47 an und bestimmt damit über den Pedalstößel 45 die Ausgangsstellung des Bremspedals 2.

Bezüglich der Wirkungsweise ist zu bemerken, daß beim Bremsen über das hydraulische Gestänge 44, 48, 50*die Gummi-Wegfeder vorgespannt wird. Erst nach dem Zusammendrücken der Wegfeder werden der Ventilkolben 46 verschoben und das Steuerventil umgeschaltet.

Fällt der Speicherdruck aus, so betätigt die Ausschalt-, einrichtung 59 den Stößel 58. Der Bügel 56 verschiebt

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sich gegen die starke Feder 54 nach rechts, bis er den Rand 53 erreicht. Der Arm 6l erreicht eine gestrichelt eingezeichnete Stellung, in der das Bremspedal 2, wie ebenfalls gestrichelt, in den Fahrerraum hineingedrückt wird. Dann steht hier ein größerer Pedalweg zur Verfügung. Gleichzeitig füllt sich über das hydraulische Gestänge 44, 48, 50' der Wegfeder 42 die Kammer 44, so daß eine inkompressible Verbindung zwischen dem Pedalstößel 45 und dem Ventilkolben 46 eingerichtet wird. Beim Bremsen wird dann - abgesehen von dem Wegverlust durch das Umschalten des Steuerventils 43 - sofort Bremsdruck in der Druckkammer 5 erzeugt.

Bei dieser Bauart werden verschiedene Elemente erst bewegt, wenn die Hilfskraft ausfällt. Das ist aber im Hinblick auf mechanische Defekte wie Festfressen o.dgl. nicht unproblematisch. Ein solcher Nachteil wird bei der Bauart nach der Fig. 3 durch den Einsatz einer Platte 65 und einer Tellerspannfeder 66 zwischen dem Arm 57 des Bügels 56 und der Gummi-Wegfeder 42 vermieden. Durch die unterschiedlichen Ein und Ausschaltdrücke der Pumpe 7 bewegt sich dann der Verstär kerkolben 47 mit dem Bügel 56, so daß praktisch bei jeder Bremsbetätigung eine kleine Bewegung dieser Elemente stattfindet. Dadurch ist ein Festkomodieren mit Sicherheit vermieden.

Weil bei einem fast leeren Speicher 8 der Weg der Wegfeder 32 bzw. 42 schon teilweise blockiert wird, kann in einer weiteren Ausbaustufe des Verstärkers 1 oder 41 der Übergangsbereich bei einem fast leeren Speicher durch ein Stellglied verbessert werdenj das als Magnetventil 67 ausgebildet sein kann; es kann aber auch ein Mehrstellungsventil verwendet werden. Im Nachfüllbehälter 20 ist dann ein Niveaugeber 68 vorgesehen und an den Arm 57 ist ein Wegschalter 69 vorgesehen.

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Bei einer solchen Ausführung wird dann über den Wegschalter 69 das Magnetventil 67 auf Rücklauf geschaltet, wenn der Niveauschalter 68 nicht anspricht.

In der Fig. 4 ist eine weitere Abwandlung dargestellt, wobei weitgehend die Bauart nach der Fig. 2 und die dort erscheinenden Bezugszahlen verwendet sind. Hier hat der Verstärkerkolben 47 eine Schräge 76 begrenzt, über die Schräge 76 ist eine Belastungsfeder 79 mittels eines Federtellers 78 veränderlich verspannbar. Die Feder 79 wirkt auf einen in Gegenrichtung von einer schwachen Feder 8l belasteten Schließkörper 80 eines Ventils 80/82, das einen gehäusefesten Ventilsitz 82 hat. Hinter dem Ventil 80/82 liegt ein Arbeitsraum 71 für einen Kolben mit dem eine Feder 73 einer Wegfeder 85 be- und entlastbar ist.

Bei Betätigung des Bremspedals 2 dringt der Kolben 45 in den Raum 44 ein und verschließt zuerst eine Ausgleichsbohrung 70. Aus der Kammer 44 wird dann über das hydraulische Gestänge 48 Flüssigkeit in den Arbeitsraum 71 verdrängt. Durch die Gegenwirkung der Feder 73 über den Kolben 72 wird nun zuerst ein Auslaßventil 74 im Verstärker durch den Kolben 46 geschlossen und anschließend ein Einlaßventil 75 im Verstärker geöffnet. Bremsdruckmittel wird nun aus der Druckkammer 5 in einen Raum 86 eingesteuert. Der eingesteuerte Druck ist durch die Druckwirkung in der Kammer 44 vom Fahrer am Pedal 2 spürbar. Eine Druckerhöhung in der Kammer 44 über das Pedal 2 bewirkt das öffnen des Einlaßventils 75 über den Kolben 46 und gleichzeitig über das hydraulische Gestänge 48 eine Druckerhöhung in der Kammer 71 und damit eine Verschiebung des Kolbens 72 gegen die Feder 73 der Wegfeder 85. Aus der Verschiebung des Kolbens 72 gegen die Feder 73 ergibt sich der Pedalweg.

u> Bei Ausfall der Hilfskraft herrscht im Raum 5 nur noch der

^ atmosphärische Druck. Bei Betätigung des Pedals 2 wird durch *** den Druck im Raum 44 das Bremsventil 43 im Bremssinn ungestellt, ο Je nach Gegenwirkung der Feder 73 verschiebt sich nun der KoI- !sj ben 47. Auf der Schräge 76 wird der Ventilteller 78 nach außen *** gedrückt. Über die Feder 79 wird der Schließkörper 80 entgegen der schwachen Feder 8l dichtend auf einen Ventilsitz 82 gedrückt und damit die Verbindung zum Raum 71 unterbrochen. Der Wegsimulator ist damit abgeschaltet und es besteht eine starre

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Verbindung zwischen Pedal 2, Kolben 45 und Kolben kl. Voraussetzung für· ein sicheres Abschalten ist, die Federrate der Feder 79 muß sehr viel höher sein als die der Feder 81. Die Feder 79 dient dazu₅ den Unterschied zwischen der Tiefe der Kammer 77 und dem Schließhub zwischen dem Ventilkorper 80 und den Ventilsitz 82 auszugleichen.

Auf diese Weise ist die Wegfeder 85 bei Ausfall der Druckquelle selbsttätig abschaltbar.

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Claims

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ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Ansprüche

1.j Bremskraftverstärker für die Bremsanlage eines Kraft- ^Xahrzeuges, der von einem Bremspedal über eine Wegfeder betätigt wird und der mit einem Steuerventil versehen ist, das sowohl eine Verbindung einer Druckquelle mit einem einen Verstärkerkolben aufnehmenden Verstärkerzylinder als auch eine Verbindung des Verstärkerzylinders mit einer Entlastungsstelle überwaccht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegfeder (32, 42, 59, 85) dezentralisiert vom Steuerventil (9» 43) außerhalb des Verstärkers (1, 41) angeordnet und als ein Federglied ausgebildet ist, dessen Federung mittels eines hydraulischen Gestänges (27, 28, 29, 30', 44, 48, 50, 52) auf das Bremspedal (2) übertragbar ist.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pedalstößel (24) aus einem Stößelkolben (25) und einem Stößelzylinder (26) besteht, zwischen denen sich eine Stößel-Flüssigkeitskammer (27) befindet, die über eine Leitung (28) an eine Wegfeder-Flüssigkeits-

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kammer (29) der Wegfeder (32) in einem dezentralisiert außerhalb des Verstärkers (1) angeordneten Wegfeder-Zylinder (30) angeschlossen ist.

3. Bremsverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegfeder-Zylinder (30) mit einer Ausschalteinrichtung (39) für die Wegfeder (38) versehen ist.

4. Bremsverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschalteinrichtung (33) einen unter Speicherdruck gegen die Kraft einer Feder (35) wirkungslos gehaltenen Schaltkolben (3*0 hat und daß die Wegfeder (32) über eine Kolbenstange (38) des Schaltkolbens (3¹O ausschaltbar ist.

5· Bremsverstärker nach einem der Anspruch 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegfeder (42) mit einer Einrichtung (Bügel 56) zur Vergrößerung des Bremspedal-Betätigungsweges bei Ausfall der Hilfskraft versehen ist.

6. Bremsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Wegfeder (85) bei Ausfall der Druckquelle (7) selbsttätig abschaltbar ist (Fig. 4).

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