DE3506087C2 - Bremskraftverstärker für eine Zweikreisbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker für eine Bremsanlage mit mindestens zwei Bremskreisen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Bremskraftverstärker ist aus der US-PS 2410269 und der FR 2332445 A1 bekannt. Bei diesem Bremskraftverstärker wird der von der Ventileinrichtung gesteuerte, in die Arbeitskammer gelangende Druck bei hydrodynamischer Betriebsweise, oder "Volldruck"-Betriebsweise, direkt an den ersten Bremskreis übertragen, wobei dieser gesteuerte Druck den Betätigungskolben beaufschlagt, um, diesmal bei hydrostatischer Betriebsweise, in der Bremsmdruckkammer einen verstärkten Druck zu erzeugen, der an den zweiten Bremskreis übertragen wird. Diese Vorrichtungen arbeiten somit in gemischter Betriebsweise, d. h. für jeden Bremskreis anders. Bei Ausfall der Druckquelle oder des zugeordneten Zufuhrkreises, bleibt jedoch nur der zweite Bremskreis auf "manuelle" Weise in Betrieb, d. h. durch die Muskelkraft des Fahrers. Es gibt auch rein hydrodynamische Vorrichtungen für die beiden Bremskreise, wie z. B. in der FR 2457202 A1 beschrieben. In disesem Fall verursacht ein Ausfall der Druckquelle ein völliges Versagen der Bremsanlage.

Der vorliegende Erfindung liegt die die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftverstärker der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß er von einfacher, kompakter Bauweise, verläßlicher Funktion, hoher Empfindlichkeit und einfacher Herstellbarkeit ist. Insbesondere soll er in der Lage sein, bei Ausfall der Druckquelle den Betrieb der beiden Bremskreise aufrechtzuerhalten.

Diese Aufgabe wird durch einen Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Bremskraftverstärker wird bei normalem Betrieb die gemischte Betriebsweise zwischen den beiden Bremskreisen beibehalten, wobei der zweite Bremskreis mit der zweiten Bremsdruckkammer verbunden ist, die indirekt über das in der ersten Bremsdruckkammer eingeschlossene Strömungsmittel unter Druck gesetzt wird. Wenn die Druckquelle ausfällt, wird der erste Bremskreis durch das 3/2-Wegeventil von der Hochdruckkammer getrennt und mit der ersten Bremsdruckkammer verbunden. Der Bremskraftverstärker verhält sich dann wie ein herkömmlicher unverstärkter Tandem-Hauptzylinder.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Bremskraftverstärkers und

Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Längsschnitts der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.

Gemäß dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform umfaßt der Bremskraftverstärker ein Gehäuse 1 mit einer Einrichtung 2 zum Befestigen am Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs. Das Gehäuse 1 wird durch zwei parallele zylindrische Räume 3 und 4 gebildet, die sich zu einer Verstärkerkammer 5 hin öffnen, die an einem Ende des Gehäuses 1 gebildet und mit einem Verschluß versehen ist. In dem zylindrischen Raum 4 sind ein Betätigungskolben 6, dessen hinteres Ende in die Arbeitskammer 5 hineinragt, und ein Hauptbremszylinder- Kolben 7 in Reihe gleitend und dichtend befestigt. Der Hauptbremszylinder-Kolben 7 begrenzt zusammen mit dem der Verstärkerkammer 5 entgegengesetzten Ende des Betätigungskolbens 6 eine erste Bremsdruckkammer 8 und mit dem der Verstärkerkammer 5 entgegengesetzten Ende des zylindrischen Raums 4 eine zweite Bremsdruckkammer 9, die über eine Öffnung 10 zur Verbindung mit einem Bremskreis II zur Außenseite des Gehäuse hin offen ist.

Ein zylindrisches Futter 11 befindet sich in dem zylindrischen Raum 3 und ist auf der Innenseite mit koaxialen und miteinander in Verbindung stehenden Kanälen versehen, in denen die Bestandteile einer allgemeinen mit 12 bezeichneten Steuerventileinrichtung angeordnet sind. Die Steuerventileinrichtung weist ein Hochdruckventil auf, in dem die Kugel 13 nachgiebig gegen einen in einer Querwand des Futters 11 gebildeten Sitz 14 gedrückt wird und von dem Ende einer innerhalb des Futters 11 gleitenden Hülse 15 abgehoben werden kann, die ein Trennventil umschließt, in dem die Kugel 16 normalerweise vom in der Hülse 15 gebildeten Sitz 17 abgehoben gehalten wird, jedoch von einem Tauchkolbenglied 18 verschiebbar ist, der gleitend und abdichtend in einem Verschluß 19 zum Verschließen des Futters 11 angeordnet ist. Das Futter ist an der Außenseite mit einer ringförmigen Umfangsnut 20 versehen, die innen mit dem Gehäuse in Verbindung steht, das die Hülse 15 gleitend trägt, und außen mit einem Kanal 21, der im Gehäuse 1 zwischen den Räumen 3 und 4 angeordnet ist und mit der Verstärkerkammer 5 in Verbindung steht. Eine Öffnung 22, die mit einem Reservoir 23 verbindbar ist, ist in der Wand des Gehäuses 1 vorgesehen und steht mit dem Raum 3 im Bereich des Kugeltrennventils 16 in Verbindung. Eine Öffnung 24, die mit einer Druckmittelquelle 25 verbindbar ist, ist ebenfalls in der Wand des Gehäuses 1 vorgesehen und steht mit einer ringförmigen Umfangsnut 26 des Futters 11 in Verbindung, die innen mit einer Hochdruckkammer 27 verbunden ist, mit der das Gehäuse der Kugel 13 des Hochdruckventils verbunden ist.

Gleichfalls befindet sich in der Verstärkerkammer 5 ein Doppelhebelmechanismus 28, der wahlweise mit dem Betätigungskolben 6 und dem Tauchkolbenglied 18 der Steuerventileinrichtung 12 zusammenarbeitet. Der Hebelmechanismus 28 wird von einem Betätigungstauchkolben 29 betätigt, der gleitend und abdichtend im Verschluß der Verstärkerkammer 5 angeordnet ist und mit einem Bremspedal des Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) verbindbar ist.

Wie gezeigt, ist die Hochdruckkammer 27 vom hinteren Ende einer Bohrung 30 im Futter 11 gebildet, in der ein Betriebsweisenwählerkolben 31 gleitend und dichtend befestigt ist, an dem die Feder 32 angreift, wodurch die Kugel 13 des Hochdruckventils gegen den Sitz 14 gedrückt wird. Der Betriebsweisenwählerkolben 31 ist auf der der Kugel 13 entgegengesetzten Seite durch eine Stange 33 verlängert, die mit der Kugel eines Ventils 34 zusammenarbeitet, die in einer mittigen Vergrößerung 35 der Bohrung 30 angeordnet ist, die mit letzterer zwei gegenüberliegende ringförmige Sitze 36 bzw. 37 bildet. Die Bohrung 30 öffnet sich an dem der Hochdruckkammer 27 entgegengesetzten Ende in eine Stirnkammer 38, die von dem Ende des zylindrischen Gehäuses 3 gebildet wird und über einen im Gehäuse 1 vorgesehenen Kanal 39 mit der ersten Druckkammer 8 zwischen den Kolben 6 und 7 in Verbindung steht. Ein Tauchkolbenglied 40 ist in der Kammer 38 angeordnet und weist eine Endstange 41 auf, die mit der Kugel 34 unter Berührung durch die Kraft einer Feder 42 zusammenwirkt, die am Boden der Stirnkammer 38 angreift. Die mittige Vergrößerung 35 der Bohrung 30 steht mit einer ringförmigen Umfangsnut 43 im Futter in Verbindung, die mit einer Öffnung 44 in der Wand des Gehäuses 1 in Verbindung steht, die mit einem Bremskreis I verbindbar ist. Der Abschnitt der Bohrung 30 zwischen dem Kugelsitz 36 und dem Betriebsweisenwählerkolben 31 steht außen mit einer ringförmigen Umfangsnut 45 im Futter 11 in Verbindung, die wiederum mit einer Verlängerung 210 des sich in die Verstärkerkammer 5 öffnenden Kanals 21 in Verbindung steht.

Bei normalem Betrieb wird ein auf den Betätigungstauchkolben 29 ausgeübter Druck auf das Tauchkolbenglied 18 übertragen, das die Kugel 16 gegen den Sitz 17 anlegt und dann die Hülse 15 relativ zum Futter 11 bewegt, um die Kugel 13 vom Sitz 14 abzuheben und Druckmittel aus der Hochdruckkammer 27 in die Verstärkerkammer 5 durch die Nut 20 und den Kanal 21 einzulassen, wodurch der Betätigungskolben 6 nach links bewegt wird (s. Zeichnung), während das Strömungsmittel in der ersten Bremsdruckkammer 8 komprimiert wird, und der Druck auf den Hauptbremszylinder-Kolben 7 übertragen wird, um einen Bremsdruck in dem Bremskreis II zu erzeugen, wobei der gesteuerte Hilfsdruck in der Verstärkerkammer 5 in den Bremskreis I über die Kanäle 21, 210 den mittleren Abschnitt der Bohrung 30, die mittigen Vergrößerung 35, die Nut 43 und die Öffnung 44 übertragen wird. Unter diesen normalen Betriebsbedingungen drückt der Druck aus der Druckmittelquelle in der Hochdruckkammer 27 den Betriebsweisenwählerkolben 31 nach links (s. Zeichnung) gegen die Kugel 34, wodurch die Kugel gegen die Kraft der Feder 42 auf den Sitz 37 gedrückt und die erste Bremsdruckkammer 8 von der Öffnung 44 abgetrennt wird, die aber in ständiger Verbindung mit den Kanälen 21, 210 bleibt. Dabei ist der gesteuerte Hilfsdruck in der Verstärkerkammer 5 niedriger als der Druck der Druckmittelquelle, wodurch der Verbund aus Kugel 34 und Betriebsweisenwählerkolben 31 trotz des Drucks der Feder 42 an einer Bewegung nach rechts gehindert wird. Wie eingangs erwähnt, steht die erste Bremsdruckkammer 8 deshalb nicht normalerweise mit dem Bremskreis I in Verbindung, sondern dient unter Mitwirkung des Hauptbremszylinder-Kolbens 7 zur Erzeugung des Bremsdrucks in der zweiten Bremsdruckkammer 9 für den Bremskreis II.

Bei Ausfall der Druckmittelquelle 25 übt der Betriebsweisenwählerkolben 31 jedoch keine nennenswerte Kraft auf die Kugel 34 mehr aus, die aus diesem Grund aus der Stellung, in der sie am Sitz 37 angreift, in eine Stellung umschaltet, in der sie durch die Kraft der Feder 42 am anderen Sitz 36 angreift. In dieser neuen Stellung ist somit die Verbindung zwischen der Öffnung 44 (und damit dem Bremskreis I) und den Kanälen 21, 210 unterbrochen, wobei die Öffnung 44 dann jedoch mit der ersten Bremsdruckkammer 8 über die Kammer 38 und den Kanal 39 verbunden ist. Wie oben erwähnt, wirken die direkt vom Betätigungstauchkolben 29 "manuell" betätigten Kolben 6 und 7 als Haupt- und Nebenkolben eines konventionellen unverstärkten Tandem-Hauptbremszylinders. Zur Ermöglichung eines längeren Einsatzes in der letztgenannten Stellung sind die Bremsdruckkammer 8 und 9 in der Ruhestellung der Vorrichtung normalerweise mit zugeordneten Reservoiren R1 und R2 verbunden (Fig. 2).

Claims (10)

1. Bremskraftverstärker für eine Bremsanlage mit mindestens zwei Bremskreisen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, das eine Verstärkerkammer umschließt, die mit einem ersten Bremskreis (I) verbindbar ist, mit einem gleitenden Betätigungskolben, dessen erstes Ende der Verstärkerkammer zugewandt ist und dessen anderes Ende eine Bremsdruckkammer begrenzt, die mit einem Bremskreis verbindbar ist, mit einer Steuerventileinrichtung für den wahlweisen Durchlaß eines Druckmittels aus einer Druckmittelquelle in die Verstärkerkammer, mit einem mit einem Bremspedal verbindbaren Betätigungstauchkolben, der in die Verstärkerkammer hineinragt und mit dem ersten Ende des Betätigungskolbens sowie der Steuerventileinrichtung mechanisch kuppelbar ist, mit einer Hochdruckkammer, die ständig mit der Druckmittelquelle verbunden ist und mit der Steuerventileinrichtung und einem Ende einer Bohrung in Verbindung steht, und mit Bremsdruckkammern, die in Ruhestellung mit mindestens einem Reservoir in Verbindung stehen, gekennzeichnet durch einen Hauptbremszylinder-Kolben (7), der auf einer Seite mit dem Druck der ersten Bremsdruckkammer (8) beaufschlagt wird und dessen andere Seite eine zweite Bremsdruckkammer (9) begrenzt, die mit einem zweiten Bremskreis (II) verbindbar ist und einen Betriebsweisenwählerkolben (31), der in der Bohrung (30) gleitend und abdichtend gelagert ist und mit einem 3/2-Wegeventil (34; 36, 37), das in Reihe mit der Steuerventileinrichtung angeordnet ist, wobei das 3/2-Wegeventil nachgiebig (42) in Richtung des Betriebsweisenwählerkolbens (31) gedrückt wird und eine Auslaßöffnung (44) des Gehäuses (1), die mit dem ersten Bremskreis (I) verbindbar ist, bei normalem Betrieb mit der Verstärkerkammer (5) und bei Ausfall der Druckmittelquelle (25) mit der ersten Bremsdruckkammer (8) verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das 3/2-Wegeventil (34, 36, 37) eine Kugel (34) aufweist, die in einer mittigen Vergrößerung (35) der Bohrung (30) angeordnet ist, die mit letzterer zwei gegenüberliegende Sitze (36, 37) bildet und mit der Auslaßöffnung (44) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt der Bohrung (30), in dem der Betriebsweisenwählerkolben (31) aufgenommen ist, auf der der Hochdruckkammer (27) entgegengesetzten Seite des Betriebsweisenwählerkolbens (31) ständig mit der Verstärkerkammer (5) in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (6) und der Hauptbremszylinder- Kolben (7) im wesentlichen koaxial zum Betätigungstauchkolben (29) in einem ersten zylindrischen Raum (4) des Gehäuses (1) hintereinander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (12) in einem zum ersten zylindrischen Raum (4) parallel angeordneten zweiten zylindrischen Raum (3) des Gehäuses (1) angeordnet ist, wobei die beiden Räume (3, 4) zur Verstärkerkammer (5) hin offen sind und die Steuerventileinrichtung (12) und der Betätigungskolben (6) mit dem Betätigungstauchkolben (29) über einen Hebelmechanismus (28) gekuppelt sind, der in der Arbeitskammer (5) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsweisenwählerkolben (31) und das 3/2-Wegeventil (34, 36, 37) in Reihe mit der Steuerventileinrichtung (12) in dem zweiten zylindrischen Raum (3) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (12), der Betriebsweisenwählerkolben (31) und das 3/2-Wegeventil (34, 36, 37) in einem Futter (11) angeordnet sind, das in dem zweiten zylindrischen Raum (3) befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (12) ein Hochdruck-Kugelventil (13) und ein Kugeltrennventil (16) aufweist, das in einer beweglichen Hülse (15) angeordnet ist, die die Kugel (13) des Hochdruckventils steuert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (13) des Hochdruckventils von einer Feder (32) in die Schließstellung gedrückt wird, die an dem Betriebsweisenwählerkolben (31) angreift.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (34) des 3/2-Wegeventils (34, 36, 37) in Anlage gegen den Betriebsweisenwählerkolben (31) durch ein Tauchkolbenglied (40, 41) gedrückt wird, das in dem der Verstärkerkammer (5) entgegengesetzten Ende des zweiten zylindrischen Raums (3) angeordnet ist.