DE3640837C2

DE3640837C2 - Hydraulischer Kraftverstärker

Info

Publication number: DE3640837C2
Application number: DE19863640837
Authority: DE
Inventors: Guenter Trach
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1986-11-29
Filing date: 1986-11-29
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2006-11-30
Also published as: DE3640837A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Kraftver stärker, insbesondere für einen Hauptbremszylinder, mit ei nem Betätigungskolben und einem in einer Gehäusebohrung ge führten Verstärkerkolben und einem Regelventil, das einen axial im Verstärkerkolben angeordneten Steuerschieber auf weist.

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

Der Verstärker wird mit Hydraulikflüssigkeit betrieben, wäh rend die Bremsanlage auf der Basis von Bremsflüssigkeit ar beitet. 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 Bremsge fühl abträglich sind.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Verstärker mit einem Steuerschieber zu entwickeln, der geringe Totwege, aber auch geringe Leckverluste aufweist. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Verstärkerkolben am Außenrand und der Steuerschieber am Innenrand einer federnden Ringscheibe angreifen, wobei der Betätigungskolben mit einem sich axial erstreckenden ringförmigen, spitz zulaufenden Fortsatz an einer Ringzone der Ringscheibe anlegbar ist, so daß die Re lativwege Betätigungskolben/Verstärkerkolben und Betäti gungskolben/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 gehäu sefesten Anschlag angelegt.

Um eine gute Beweglichkeit der Scheibe bei gleichzeitiger Festigkeit zu erreichen, wird die Ringscheibe an ihrem radi al inneren und/oder radial äußeren Rand mit Ausnehmungen, beispielsweise Schlitzen versehen, die sich um ein bestimm tes 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 Augen rand des Steuerschiebers.

Liegt die Scheibe mit einem kleinen Spiel in den entspre chenden Nuten, so wird die Beweglichkeit der Scheibe in vor teilhafter Weise erhöht.

Um eine definierte Stellung von Verstärkerkolben und Steu erschieber 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 Steuerschie ber in einer Paßhülse mit hoher Paßgenauigkeit geführt ist, wobei die Paßhülse unverrückbar in den Verstärkerkolben ein gesetzt ist.

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

Die Anschläge können in günstiger Weise von einem Einsatz element gebildet werden, das federnd in eine Nut des Ver stärkerkolbenfortsatzes einsetzbar ist.

Bei einer derartigen Anordnung bietet es sich weiterhin an, daß die eine Flanke der umlaufenden Nut am Verstärkerkolben fortsatz 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 Verstärker funktion zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß der Betäti gungskolben 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 Druck quelle 7 in Verbindung steht.

Die Paßhülse 8 ist koaxial in den Verstärkerkolben 3 einge setzt.

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 Kraftüber tragungsstange 11 eingesetzt, die die auf den Verstärkerkol ben 3 wirkenden Kräfte auf einen nicht dargestellten Haupt bremszylinder 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 Steu erschieber 9 weisen Steuerbohrungen 14a und 14b auf, die in Ringnuten 36a, 36b übergehen, wobei bei einer Verschiebung des Steuerschiebers die Ringnuten 36a, 36b zur Deckung ge bracht werden. Die Steuerbohrung 14a mündet in den Ringraum 5, die Steuerbohrung 14b mündet in die Längsbohrung 10.

Die Längsbohrung 10 führt auf der linken Seite in einen Zwi schenraum 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 Stirn seite 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 Ein satzelement 20, das die umlaufenden Anschläge 34 und 35 auf weist.

In der Nut 22, deren eine Flanke vom Einsatzelement 20 ge bildet wird, liegt der Außenrand der Ringscheibe 26. Der Innenrand der Ringscheibe 26 liegt in einer Nut 27 am Augen rand des Steuerschiebers.

Der Betätigungskolben 23, der in den Verstärkerraum 18 hin einführt, 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 zuge wandten 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 Druckspei cher 31, einer Pumpe 32 und einem drucklosen Ausgleichsbe hälter 33.

In der Fig. 2 ist eine mögliche Ausführungsform der Ring scheibe 26 dargestellt. Sie weist gleichmäßig am äußeren und inneren Rand verteilte Schlitze 30a und 30b 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 36a nicht mit der Ringnut 36b 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 Betätigungs kolbens 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 36a und 36b zur Über deckung und der Druck, der im Ringraum 5 ansteht, kann über die Steuerbohrungen 14a, 14b, den Ringnuten 36a, 36b, 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 Weg strecke vorwärts als der Betätigungskolben 23.

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

Der sich aufbauende Druck im Verstärkerraum 18 wirkt einer seits auf den Verstärkerkolben 3 und andererseits auf den Betätigungskolben 23. Der Steuerschieber 9 ist druckausge glichen, da sich der Verstärkerdruck auch in den Zwischen raum 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 36a, 36b aus ihrer Überdeckung und der Druck aufbau im Verstärkerraum 18 wird unterbrochen. Dieser wird erst fortgesetzt, wenn der Betätigungskolben weiter vor wärtsbewegt 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 36a, 36b sehr schnell aus ihrer Überdeckungsposition heraus, so daß eine sehr exakte Dosierung des Verstärkerdrucks im Verstär kerraum 18 möglich wird: Es erfolgt somit eine sehr feinfüh lige Regelung des Verstärkers.

Zum Lösen der Bremsen wird der Betätigungskolben 23 zurück genommen, so daß vom Steuerschieber 9 die Bohrung 16 freige geben wird. Der Verstärkerraum 18 wird wieder mit dem Aus gleichsbehälter 33 verbunden, und es erfolgt eine Druckent spannung 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 Fort satz 24 des Betätigungskolbens 23 an den Anschlag 35, so daß nun die Betätigungskräfte unmittelbar auf den Verstärkerkol ben und damit auf die Kraftübertragungsstange 11 übertragen werden.

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

Bezugszeichenliste

1 Verstärker
2 Gehäuse
3 Verstärkerkolben
4 Bohrung
5 Ringraum
6 Anschlußbohrung
7 Paßhülse
9 Steuerschieber
10 Längsbohrung
11 Kraftübertragungsstange
12 Raum
13 Anschlußbohrung
14a Steuerbohrung
14b 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
30a, 30b Ausnehmungen, Schlitze
31 Druckspeicher
32 Pumpe
33 Ausgleichsbehälter
34 Anschlag
35 Anschlag
36a Ringnut
36b Ringnut

Claims

1. Hydraulischer Kraftverstärker, insbesondere für einen Hauptbremszylinder, mit einem Betätigungskolben und einem in einer Gehäusebohrung geführten Verstärkerkol ben und einem Regelventil, das einen axial im Verstär kerkolben angeordneten Steuerschieber aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkolben (3) am Augen rand und der Steuerschieber (9) am Innenrand einer fe dernden Ringscheibe (26) angreifen, wobei der Betäti gungskolben (23) mit einem sich axial erstreckenden ringförmigen, spitz zulaufenden Fortsatz (25) an einer Ringzone der Ringscheibe (26) anlegbar ist, so daß die Relativwege Betätigungskolben/Verstärkerkolben und Be tätigungskolben/Steuerschieber in einem bestimmten Ver hältnis zueinander stehen.

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

3. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (30a, 30b) gleich mäßig über den Scheibenumfang verteilt sind.

4. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrand der Ringscheibe (26) in einer umlaufenen Nut (22) am Innenrand eines Ver stärkerkolbenfortsatzes (19) liegt und daß der Innen rand 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, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (9) in einer Paßhülse (8) mit hoher Paßgenauigkeit geführt ist, wo bei die Paßhülse (8) unverrückbar in dem Verstärkerkol ben (3) eingesetzt ist.

7. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (23) in Bremslöserichtung einen Anschlag (34) am Verstärkerkol ben (3) aufweist.

8. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (23) in Bremsbetätigungsrichtung einen Anschlag (35) am Ver stärkerkolben (3) aufweist.

9. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge von einem Einsatzele ment (20) gebildet werden, das federnd in eine Nut (21) des Verstärkerkolbenfortsatzes (19) einsetzbar ist.

10. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzelement (20) gleichzei tig die eine Flanke der umlaufenden Nut (22) für die Ringscheibe (26) am Verstärkerkolbenfortsatz (19) bil det.

11. Hydraulischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine axial angeordnete Feder (29) sowohl am Steuerschieber (9) als auch am Verstärkerkol ben (3) abgestützt ist.

12. 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.