DE3640837A1 - Hydraulischer kraftverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Kraftverstärker, insbesondere für einen Hauptbremszylinder, mit einem in einer Gehäusebohrung geführten Verstärkerkolben und einem Regelventil, das einen axial im Verstärkerkolben angeordneten Steuerschieber aufweist.

Es sind zahlreiche Verstärker dieser Bauart bekannt. Beispielhaft sei auf die DE-OS 24 61 295 verwiesen:

Der Verstärker wird mit Hydraulikflüssigkeit betrieben, während die Bremsanlage auf der Basis von Bremsflüssigkeit arbeitet. Aus wartungstechnischen Überlegungen heraus ist es vorteilhaft, ein gemeinsames Druckmedium zu benutzen. Dabei sprechen einige Punkte dafür, als gemeinsames Druckmedium Bremsflüssigkeit zu verwenden. Bremsflüssigkeit hat aber den Nachteil, daß sie eine geringe Viskosität aufweist, so daß bei einem Verstärker, der mit einem Steuerschieber arbeitet, hohe Leckverluste zu erwarten sind. Die Leckverluste können dann gering gehalten werden, wenn die Steuerwege sehr lang ausgelegt werden. Dies hat aber den Nachteil, daß am Pedal sehr lange Totwege vorhanden sind, die einem guten Bremsgefühl abträglich sind.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Verstärker mit einem Steuerschieber zu entwickeln, der geringe Totwege, aber auch geringe Leckverlute aufweist. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Verstärkerkolben am Außenrand und der Steuerschieber am Innenrand einer Ringscheibe angreifen, wobei der Betätigungskolben an einer Ringzone der Ringscheibe anlegbar ist, so daß die Relativwege Betätigungskolben/Verstärkerkolben und Betätigungskolben/Steuerschieber in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.

Eine derartige Ringscheibe ist zwar aus der DE-OS 22 44 443 bekannt. Sie erfüllt in der dort beschriebenen Anlage aber eine gänzlich andere Aufgabe: Sie bewirkt die Umkehr einer Kraftrichtung, so daß eine kompakte Bauweise erreicht wird. Dabei ist die Ringscheibe mit einer Ringzone an einem gehäusefesten Anschlag angelegt.

Um eine gute Beweglichkeit der Scheibe bei gleichzeitiger Festigkeit zu erreichen, wird die Ringscheibe an ihrem radial inneren und/oder radial äußeren Rand mit Ausnehmungen, beispielsweise Schlitzen versehen, die sich um ein bestimmtes Maß radial nach außen bzw. innen erstrecken.

In vorteilhafter Weise sind die Ausnehmungen gleichmäßig über den Scheibenumfang verteilt.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der Außenrand der Ringscheibe in einer umlaufenden Nut am Innenrand eines Verstärkerkolbenfortsatzes liegt und der Innenrand der Ringscheibe an einer umlaufenden Nut am Außenrand des Steuerschiebers.

Liegt die Scheibe mit einem kleinen Spiel in den entsprechenden Nuten, so wird die Beweglichkeit der Scheibe in vorteilhafter Weise erhöht.

Um eine definierte Stellung von Verstärkerkolben und Steuerschieber zueinander in der Ruheposition zu erreichen, kann die Ringscheibe federnd ausgebildet sein.

Um die Dichtigkeit des Systems bei gleichzeitiger einfacher Montage zu erhöhen, wird vorgeschlagen, daß der Steuerschieber in einer Paßhülse mit hoher Paßgenauigkeit geführt ist, wobei die Paßhülse unverrückbar in den Verstärkerkolben eingesetzt ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Betätigungskolben sowohl in der Bremslöserichtung als auch in Bremsbetätigungsrichtung jeweils einen Anschlag am Verstärkerkolben aufweist.

Die Anschläge können in günstiger Weise von einem Einsatzelement gebildet werden, das federnd in eine Nut des Verstärkerkolbenfortsatzes einsetzbar ist.

Bei einer derartigen Anordnung bietet es sich weiterhin an, daß die eine Flanke der umlaufenden Nut am Verstärkerkolbenfortsatz für die Ringscheibe vom Einsatzelement gebildet wird.

Neben einer elastisch ausgeführten Ringscheibe kann auch eine zusätzliche Feder, die sowohl am Steuerschieber als auch am Verstärkerkolben abgestützt ist, zur Erzeugung einer definierten Ruheposition des Verstärkerkolbens gegenüber dem Steuerschieber vorgesehen werden.

Um die Betriebssicherheit der Bremse zu erhöhen, d.h. auch bei Ausfall z.B. beim Bruch der Ringscheibe, die Verstärkerfunktion zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß der Betätigungskolben auch unmittelbar an den Steuerschieber anlegbar ist.

In den Fig. 1 und 2 ist eine mögliche Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Verstärkerkolben,

Fig. 2 eine Detaildarstellung der Ringscheibe.

Mit 1 ist der Verstärker eines Bremsdruckgebers bezeichnet. Der Verstärkerteil 1 besteht aus einem Gehäuse 2, in dessen Bohrung 4 der Verstärkerkolben 3 dichtend geführt ist.

Der Verstärkerkolben bildet an seinem äußeren Rand einen Ringraum 5, der über eine Anschlußbohrung 6 mit der Druckquelle 7 in Verbindung steht.

Die Paßhülse 8 ist koaxial in den Verstärkerkolben 3 eingesetzt.

In der Paßhülse wiederum ist der Steuerschieber 9 mit hoher Paßgenauigkeit geführt.

Der Steuerschieber 9 weist eine Längsbohrung 10 auf.

An dem im Bild linken Teil der Paßhülse ist eine Kraftübertragungsstange 11 eingesetzt, die die auf den Verstärkerkolben 3 wirkenden Kräfte auf einen nicht dargestellten Hauptbremszylinder überträgt.

Die linke Stirnseite des Verstärkerkolbens 3 begrenzt einen Raum 12, der über eine Anschlußbohrung 13 mit dem drucklosen Ausgleichsbehälter 33 verbunden ist.

Der Verstärkerkolben 3 und die Paßhülse 8 sowie der Steuerschieber 9 weisen Steuerbohrungen 14 a und 14 b auf, die in Ringnuten 36 a, 36 b übergehen, wobei bei einer Verschiebung des Steuerschiebers die Ringnuten 36 a, 36 b zur Deckung gebracht werden. Die Steuerbohrung 14 a mündet in den Ringraum 5, die Steuerbohrung 14 b mündet in die Längsbohrung 10.

Die Längsbohrung 10 führt auf der linken Seite in einen Zwischenraum 15, der über eine Bohrung 16 in der Paßhülse mit dem Raum 12 und damit mit dem drucklosen Ausgleichsbehälter 33 in Verbindung steht.

Durch eine Querbohrung 17 ist die Längsbohrung 10 mit dem Verstärkerraum 18 verbunden, der u.a. von der rechten Stirnseite des Verstärkerkolbens 3 begrenzt wird.

Der Verstärkerkolben 3 weist einen hülsenförmigen Fortsatz 19 auf, der eine Stufennut 22, 21 aufweist.

In der Nut 21 liegt das in radialer Richtung federnde Einsatzelement 20, das die umlaufenden Anschläge 34 und 35 aufweist.

In der Nut 22, deren eine Flanke vom Einsatzelement 20 gebildet wird, liegt der Außenrand der Ringscheibe 26. Der Innrand der Ringscheibe 26 liegt in einer Nut 27 am Außenrand des Steuerschiebers.

Der Betätigungskolben 23, der in den Verstärkerraum 18 hineinführt, weist einen radialen, ringförmigen Fortsatz 24 auf, der an die Anschläge 34 bzw. 35 anlegbar ist.

Ein sich axial erstreckender ringförmiger Fortsatz 25 am Betätigungskolben 23 läuft spitz zu und ist mit dem spitz zulaufenden Rand an die Ringscheibe 26 anlegbar.

Der Steuerschieber weist an seiner dem Verstärkerraum zugewandten Stirnseite eine Anlagefläche 28 auf, die mit dem Steuerschieber 9 korrespondiert.

Zwischen der Paßhülse 8 und dem Steuerschieber 9 ist eine Feder 29 angeordnet.

Die Druckquelle 7 besteht insbesondere aus einem Druckspeicher 31, einer Pumpe 32 und einem drucklosen Ausgleichsbehälter 33.

In der Fig. 2 ist eine mögliche Ausführungsform der Ringscheibe 26 dargestellt. Sie weist gleichmäßig am äußeren und inneren Rand verteilte Schlitze 30 a und 30 b auf.

Der beschriebene Verstärker arbeitet wie folgt:

In der Bremslösestellung befinden sich alle Teile in der dargestellten Position.

In dem Ringraum 5 steht der Speicherdruck an, kann aber nicht in den Verstärkerraum weitergeleitet werden, da die Ringnut 36 a nicht mit der Ringnut 36 b in Überdeckung ist. Wird nun der Betätigungskolben z.B. durch ein Pedalgestänge nach links verschoben, so gelangt der ringförmige Fortsatz 25 zur Anlage an die Ringscheibe 26. Dies hat zur Folge, daß die Ringscheibe hebelartig die Verschiebung des Betätigungskolbens 23 auf den Steuerschieber 1 überträgt, so daß nun durch die Verschiebung des Steuerschiebers 9 zunächst die Bohrung 16 und damit die Verbindung des Verstärkerraums 18 zum Ausgleichsbehälter 33 unterbrochen wird. Durch weitere Verschiebung gelangen die Ringnuten 36 a und 36 b zur Überdeckung und der Druck, der im Ringraum 5 ansteht, kann über die Steuerbohrungen 14 a, 14 b, den Ringnuten 36 a, 36 b, der Längsbohrung 10, der Querbohrung 17 in den Verstärkerraum 18 weitergeleitet werden.

Durch die hebelartige Wirkung der Ringscheibe 26 bewegt sich, der Steuerschieber 9 je nach gewähltem Anlegradius des Betätigungskolbens 23, um eine entsprechend größere Wegstrecke vorwärts als der Betätigungskolben 23.

Auf diese Weise kann der Abstand der Ringnuten 36 a, 36 b sehr groß gewählt werden. Damit sind die Leckverluste des Speichers 31 gering. Andererseits werden bei Betätigung des Betätigungskolbens 23 die Ringnuten 36 a, 36 b in kurzer Zeit zur Überdeckung gebracht.

Der sich aufbauende Druck im Verstärkerraum 18 wirkt einerseits auf den Verstärkerkolben 3 und andererseits auf den Betätigungskolben 23. Der Steuerschieber 9 ist druckausgeglichen, da sich der Verstärkerdruck auch in den Zwischenraum 15 aufbaut.

Der Druck auf den Betätigungskolben 23 bewirkt eine fühlbare Kraft im Betätigungspedal.

Die Kraft auf den Verstärkerkolben bewirkt eine Verschiebung desselben nach links, so daß nun die Kraftübertragungsstange 11 auch eine Verschiebung der Hauptzylinderkolben bewirkt.

Durch die Vorwärtsbewegung des Verstärkerkolbens 3 gelangen die Ringnuten 36 a, 36 b aus ihrer Überdeckung und der Druckaufbau im Verstärkerraum 18 wird unterbrochen. Dieser wird erst fortgesetzt, wenn der Betätigungskolben weiter vorwärtsbewegt wird.

Wenn der Verstärkerkolben 3 durch den auf ihn wirkenden Druck nach links bewegt wird, wird der Steuerschieber 9 gleichzeitig aufgrund der Hebelwirkung der Ringscheibe 8 nach rechts bewegt. Dadurch kommen die Ringnuten 36 a, 36 b sehr schnell aus ihrer Überdeckungsposition heraus, so daß eine sehr exakte Dosierung des Verstärkerdrucks im Verstärkerraum 18 möglich wird: Es erfolgt somit eine sehr feinfühlige Regelung des Verstärkers.

Zum Lösen der Bremsen wird der Betätigungskolben 23 zurückgenommen, so daß vom Steuerschieber 9 die Bohrung 16 freigegeben wird. Der Verstärkerraum 18 wird wieder mit dem Ausgleichsbehälter 33 verbunden, und es erfolgt eine Druckentspannung im Verstärkerraum 8.

Sollte die Scheibe 26 brechen, so kann der Betätigungskolben 23 mit seiner Fläche 28 an die der Fläche 28 zugewandten Stirnseite des Steuerschiebers 9 angelegt werden.

Es erfolgt der gleiche schon beschriebene Regelmechanismus, nur daß nun die Bewegung des Betätigungskolbens 23 direkt auf den Steuerschieber 9 übertragen wird.

Beim Ausfall der Druckquelle 7 legt sich der radiale Fortsatz 24 des Betätigungskolbens 23 an den Anschlag 35, so daß nun die Betätigungskräfte unmittelbar auf den Verstärkerkolben und damit auf die Kraftübertragungsstange 11 übertragen werden.

Wie die Beschreibung zeigt, kann, ausgehend vom Erfindungsgedanken, eine kompakte Bauweise des Verstärkers erzielt werden.

• Bezugszeichenliste  1 Verstärker
   2 Gehäuse
   3 Verstärkerkolben
   4 Bohrung
   5 Ringraum
   6 Anschlußbohrung
   7 Druckquelle
   8 Paßhülse
   9 Steuerschieber
  10 Längsbohrung
  11 Kraftübertragungsstange
  12 Raum
  13 Anschlußbohrung
  14 a Steuerbohrung
  14 b Steuerbohrung
  15 Zwischenraum
  16 Bohrung
  17 Querbohrung
  18 Verstärkerraum
  19 Verstärkerkolbenfortsatz
  20 Einsatzelement
  21 Nut
  22 Nut
  23 Betätigungskolben
  24 radialer Fortsatz
  25 axialer Fortsatz
  26 Ringscheibe
  27 Nut
  28 Anschlagfläche
  29 Feder
  30 a, 30 b Ausnehmungen, Schlitze
  31 Druckspeicher
  32 Pumpe
  33 Ausgleichsbehälter
  34 Anschlag
  35 Anschlag
  36 a Ringnut
  36 b Ringnut

Claims (13)

1. Hydraulischer Kraftverstärker, insbesondere für einen Hauptbremszylinder, mit einem in einer Gehäusebohrung geführten Verstärkerkolben und einem Regelventil, das einen axial im Verstärkerkolben angeordneten Steuerschieber aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkolben (3) am Außenrand und der Steuerschieber (9) am Innenrand einer Ringscheibe (26) angreifen, wobei der Betätigungskolben (23) an einer Ringzone der Ringscheibe (26) anlegbar ist, so daß die Relativwege Betätigungskolben/ Verstärkerkolben und Betätigungskolben/Steuerschieber in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.

2. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (26) an ihrem radial inneren und/oder radial äußeren Rand mit Ausnehmungen (30 a, 30 b), beispielsweise Schlitzen versehen ist, die sich um ein bestimmtes Maß radial nach außen bzw. innen erstrecken.

3. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (30 a, 30 b) gleichmäßig über den Scheibenumfang verteilt sind.

4. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Außenrand der Ringscheibe (26) in einer umlaufenden Nut (22) am Innenrand eines Verstärkerkolbenfortsatzes (19) liegt und daß der Innenrand der Ringscheibe (26) an einer umlaufenden Nut (27) am Außenrand des Steuerschiebers (9) liegt.

5. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrand und der Innenrand der Ringscheibe (26) jeweils mit einem kleinen Spiel in der entsprechenden Nut (22, 27) liegen.

6. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (26) federnd ausgebildet ist.

7. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (9) in einer Paßhülse (8) mit hoher Paßgenauigkeit geführt ist, wobei die Paßhülse (8) unverrückbar in dem Verstärkerkolben (3) eingesetzt ist.

8. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Betäti­ gungskolben (23) in Bremslöserichtung einen Anschlag (34) am Verstärkerkolben (3) aufweist.

9. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (23) in Bremsbetätigungsrichtung einen Anschlag (35) am Verstärkerkolben (3) aufweist.

10. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge von einem Einsatzelement (20) gebildet werden, das federnd in eine Nut (21) des Verstärkerkolbenfortsatzes (19) einsetzbar ist.

11. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 10 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzelement (20) gleichzeitig die eine Flanke der umlaufenden Nut (22) für die Ringscheibe (26) am Verstärkerkolbenfortsatz (19) bildet.

12. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspuch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß eine axial angeordnete Feder (29) sowohl am Steuerschieber (9) als auch am Verstärkerkolben (3) abgestützt ist.

13. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gebrochener Ringscheibe (26) der Betätigungskolben (23) unmittelbar mit einer Fläche (28) an den Steuerschieber anlegbar ist.