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Hydraulischer Bremskraftverstärker
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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Breinakraftverstärker nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In der FAG-Publ. Nr. 49 109DA Seite 23 ist ein solcher Bremskraftverstärker
beschrieben. Er arbeitet nach dem Durchflußprinzip,d. h. der Arbeitskolben wird
vom Druckmedium durchströmt. Bei Betätigung verengt sich der Strömungs-Querschnitt
des vom Steuerkolben und vom Ärbeitskolben gebildeten . Drosselventils es baut sich
ein Druck auf, der den Arbeitskolben verschiebt und die Kraft auf den angeflanschten
Hauptzylinder überträgt.
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Ein außenliegendes Druckbegrenzungsventil ermöglicht die Einstellung
des Aussteuerpunktes.
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Nachteilig an dieser bewährten Konstruktion ist daß die von dem -Verhältnis
Arbeitskolben/Steuerkolben abhängige Reaktionskraft auf das Pedal konstruXtionsbedingt
fest liegt. Wenn für einen bestimmten Fall eln anderes Kraft und damit -Verhältnis
gewünscht wird, ist eine neue Kontruktion der gesamten Einheit erforderlich. Dies
ist sowohl bezüglich der Fertigungseinrichtung (kleine Serien), als auch im Hinblick
auf die Lagerhaltung (viele unterschiedliche Typen) unwirtschaftlich.In manchen
Anwendungsfällen ist es auch wünschenswert, wenn der Aussteuerpunkt nicht nachträglich
von au-Ben verändert werden kann.
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Es ist deshalb Auf gabe der Erfindung, den bekannten und bewährten
Bremskraftverstätker so weiterzuentwickeln, daß die vorgenannten Nachteile vermieden
werden und eine sichere auf den jeweiligen Anwendungsfall abstiininbare wirtschaftliche
Konstruktion ermöglicht wir.
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Die Lösung der Aufgabe ist aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruch
1 zu entnehmen. Anspruch 2 zeigt eine sichere,
billige und platzsparende
Anordnung des Druckbegre nzungsventils.
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Durch die Erfindung wird ein Bremskraftverstärker ermöglicht, der
quasi nach dem Baukastenprinzip aufgebaut ist.
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Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.
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Die Figur zeigt einen Querschnitt durch einen Bremskraftverstarker
mit angeflanshtem Hauptzylinder.
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Im Gehäuse 1 des Bremskraftverstrkers befindet sich der Arbeitskolben
2 der im Ruhezustand vom Druckmedium durchspült wird. Er ist an seiner einen Stirnseite
mit einem Eegelsitz 3 versehen und weist an der anderen Stirnseite einen zylindrischen
Fortsatz 4 auf in dessen Bohrung das Druckbegrenzungsventil 5 angeordnet ist.
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Der zylindrische Fortsatz erstreckt sich bis zum angeflanschten Hauptzylinder
6 und wirkt auf dessen Kolben ? ein. Auf der anderen Seite des Gehäuses 1 ist das
separate Gehäuse 8 angeordnet, in dessen Bohrung sich der Steuerkolben 9 befindet.
Der Steuerkolben 9 ist an seinem dem Arbeitskolben 2 zugewandten Ende mit einem
Kegel abschnitt 10 versehen, der mit dem Kegel sitz 3 das Drosselventil bildet.
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Der Steuerkolben 9 wird von der Druckstange 11 betätigt, die auch
den Dichtungsbalg 12 trägt. Zu erwähnen sind noch die Zulaufbohrung 13 und die Ablaufbohrung
14 im Gehäuse 1. der Zulaufkanal 15 für das Druckbegrenzungsventil 5 und der Ablaufkanal
16 im Arbeitskolben 2 sowie die Rücksvellaeder 17 bzw. 18 für den Arbeitskolben
2 bzw. das Druckbegrenzungsventil 5. Im Hauptzylinder ist noch die Rückstellfeder
19 angeordnet. Die Anschlüsse 20 bzw. 21 des Hauptzylinders 6 dienen zum Zu- bzw.
Ablauf der Bremsflüssigkeit und sind nohngig vom Druckmedium der Verstärkers. Der
Anschluß 21 a trägt das Entlüfteventil.
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Der Bremskraftverstärker funktioniert folgendermaßen: Im unbetätigten
Zustand strömt das Druckinedlum über die Zulaufbohrung 13 in das Gehäuse 1. Der
vom Kegelabechnitt 10 des Steuerkolbens 9 und dem Kegelsitz 3 des Arbeitskolbens
2 gebildetet Drosselspalt ist geöffnet, so daß das Druckmedium über den Ablaufkanal
16 zur Ablaufbohrung 14 gelangt. Das von der Rückstellfeder 18 beaufschlagte Druckbegrenzungsventil
5 ist geschlossen. T{enn nun über die Druckstange 11 eine Kraft eingeleitet wird,
so verschiebt sich der Steuerkolben 9 nach rechts, wodurch sich der Strömungsquerschnitt
des Steuerventils vermindert.
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Im Raum zwischen Arbeitskolben 2. dem geschlossenen Steuerkolben 5
und Steuerkolben 9 baut sich ein Druck auf, der den Arbeitskolben 2 nach rechts
verschiebt und über den zylindrischen Fortsatz 4 auf den Kolben 7 des Eauptzylinders
einwirkt. Gleichzeitig wirkt dieser Druck auch auf den bteuerkolben 9 und bewirkt
eine nach links gerichtete Reaktionskraft, die über die Druckstange 11 auf das Bremspedal
wirt'* so daß der Fahrer eine Rückmeldung bekommt, wie groß die durch den Verstärker
und seine Fußkraft aufgebrachte Bremskraft ist. Diese sogenannte Reaktionskraft
ist abhängig vom Außendurchmesser des Steuerkolbens 9 und dem anliegenden Betriebsdruck.
Bei steigender Betätigungskrafv- = Kraft an der Druckstange 11, steigt auch der
Druck im Druckraum und damit die vom Arbeitskolben 2 auf den Kolben 7 auf gebrachte
Kraft. Um den Verstärkungsfaktor x p X ia 0 zu kontrollieren, ist ein Druckbegrenzungsventil
5 vorgesehen.
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Der sog. Aussteuerpunkt ist durch die Kraft der Rückatellfeder 18
festgelegt, mit der diese den Kegelkörper des Druckbegrenzungsventils 5 auf die
Sitzfläche am Arbeitakolben 2 drückt. Solange diese Kraft größer ist, als der auf
die projezierte Fläche wirkende Druck im Zulaufkanal 15, steigt die Ausgangskraft
am Verstärker. Soblad der Druck im Zulaufkanal 15 jedoch größer ist, öffnet das
Druckbebegrenzungsventil 5 und das Druckmedium gelangt über ein Querloch 16a und
weiter in den Ablaufkanal 16 zur Ablaufbohrung 14. Der Aussteuerpunkt ist erreicht
und eine weitere Steigerung der Ausgangskraft am Verstärker ist nur noch durch
eine
Erhöhung der Eingangskraft an der Druckstange möglich. Der Fahrer merkt an der Reaktionskraft,
daß der Aussteuerpunkt erreicht ist, da er nun wesentlich mehr Fußkraft aufbringen
muß, um eine weitere Steigerung der Bremskraft zu erzielen.
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Infolge der verschiedensten Auslegungen der Bremssysteme der einzelnen
Fahrzeughersteller und Bahrzeugtypen ist auch eine Vielzahl von Bremskraft-ierstärkertypen
erforderlich, weil jeweils ein anderer Aussteuerpunkt und eine andere Reaktionskraft
gewünscht wird. Durch die Erfindung ist es nun möglich den Bremskraftverstärker
nach dem Baukastenprinzip aufzubauen, d. h. Hauptzylinder 6 und Verstärkergehäuse
1 bleiben gleich, lediglich das separate Gehäuseund der Steuerkolben werden entsprechend
den gewünschten Bedingungen angepat. Soll z. B. die Reaktionskraft nur 203/0 der
Ausgangskraft betragen, so wird ein Steuerkolben 5 mit kleinem Wirkdurchmesser in
ein separates Gehäuse 8 mit kleiner Bohrung in das Gehäuse 1 eingeschraubt. Da das
Gewinde ein AuSendurcbgnesser des separaten Gehäuses 8 gleich bleibt, kann diese
Einheit unter Beibehaltung der restlichen Teile auch für eine Reaktionakraft von
40% ausgelegt werden, In dem ein separates Gehäuse 8 mit größerer Bohrung und größerem
Steuerkolbendurchmesser angeschraubt wird. Der Kegelabschnitt 10 des Steuerkolbens
9 bleibt natürlich gleich.
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Aber auch wenn der Aussteuerpunkt variiert werden soll ist es lediglich
erforderlich, die Rückstellfeder 18 gegen eine stärkere oder schwächere Rückstellfeder
18 auszutauschen. Dazu muß lediglich der Arbeitskolben 2 mit dem Ventilkegel modifiziert
werden, was bei abgeschraubtem Gehäuse 8 leicht möglich ist. In zusammengebauten
Zustand ist es dagegen
nicht möglich, den Aussteuerpunkt zu ändern,
so daß ein absichtliches oder versehentliches Verstellen vermieden wird.
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Die beschriebenen Bremskraftverstärker werden vorzugsweise in Fahrzeuge
eingebaut, wo bereits eine Druckversorgung für Hydraulikaggregate existiert, also
beispielsweise in Baumaschinen, über bzw. Untertagelader oder in Sonderfahrzeugen.