DE2461295C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsan­ lage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Kraftver­ stärker und einem durch den Kraftverstärker betätigbaren Hauptzylinder zur Druckversorgung von Radbremsen, mit ei­ nem Bremsventil zur Einstellung eines der Betätigungskraft proportionalen Drucks in einem von einem Verstärkerkolben begrenzten Verstärkerraum des Kraftverstärkers, bei dem der Verstärkerkolben einen größeren Durchmesser als der Hauptzylinderkolben aufweist und mit einem Einwegeventil, das den Rücklauf von Druckmittel aus einem Druckraum ge­ stattet, der zwischen dem Verstärkerkolben und dem Haupt­ zylinder angeordnet ist.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß es für eine fein­ fühlige Betätigung einer Kraftfahrzeugbremsanlage günstig ist, wenn zur Erzeugung einer zunehmenden Bremskraft auch ein zunehmender Weg am Bremspedal erforderlich ist. Diese gewünschte Abhängigkeit zwischen erzeugtem Bremsdruck und Pedalweg ergibt sich bei einer Bremsanlage von selbst, wenn der Bremsdruck ausschließlich vom Fahrer durch die Fußkraft in einem Hauptzylinder erzeugt wird. Wird der Bremsdruck durch Einsteuern von Druck aus einer Hilfsdruck­ quelle erzeugt, so ist grundsätzlich nur die Überwin­ dung eines geringen Steuerweges erforderlich, um den vol­ len Bremsdruck zu erzeugen. Will man dennoch einen brems­ druckabhängigen Pedalweg erzielen, sind zusätzliche Maß­ nahmen erforderlich.

Ein bremsdruckabhängiger Bremspedalweg kann z. B. dadurch erzielt werden, daß das Bremspedal fest mit einem Verstär­ kerkolben gekoppelt ist, wie dies die GB-PS 11 05 351 vor­ sieht. Das Druckregelventil wird über einen Hebelmechanis­ mus betätigt. Dieses bekannte Bremsgerät bietet zwar den Vorteil eines bremsdruckbetätigten Pedalwegs, erweist sich aber bei Ausfall der Hilfsdruckquelle als nachteilig. Solange die Hilfsdruckquelle zur Verfügung steht, wird der Hauptzylinderkolben durch die auf den Verstärkerkolben wirkende Kraft verschoben. Diese Kraft entsteht im wesent­ lichen durch den Druck aus der Hilfsdruckquelle. Bei ei­ nem maximalen eingesteuerten Druck ist der Verschiebeweg des Hauptzylinderkolbens ebenfalls groß, so daß das Bremsventil seinen maximal zulässigen Pedalweg zurücklegt. Fällt die Hilfsdruckquelle aus, so ist eine Verschiebung des Hauptzylinderkolbens nur noch durch die Fußkraft des Fahrers möglich. Da diese weit geringer ist als die von der Hilfsdruckquelle auf den Verstärkerkolben ausübbare Kraft, kann der Hauptzylinderkolben nur um einen geringen Betrag verschoben werden. Es baut sich dadurch nur gerin­ ger Druck im Bremssystem auf. Der maximal zulässige Brems­ pedalweg kann nicht ausgenutzt werden, da die Kraft auf dem Bremspedal nicht ausreicht.

Hier schafft die Bremsanlage der DE-OS 23 47 818 Abhilfe.

Zwischen dem Hauptzylinderkolben und dem Verstärkerkolben ist ein Druckraum zur hydraulischen Übertragung der Kraft des Verstärkerkolbens auf den Hauptzylinderkolben vorge­ sehen, wobei vom Druckraum über ein Einwegeventil eine Verbindung zu einem Nachlaufbehälter vorgesehen ist.

Durch diese Gestaltung ergibt es sich, daß bei funktions­ fähiger Hilfsdruckquelle der Hauptzylinderkolben vom Verstärkerkolben wegunabhängig wird. Dadurch, daß zwischen beiden Kolben ein Druckraum vorgesehen ist, ergibt sich zwischen Verstärkerkolben und Hauptzylinderkolben eine hy­ draulische Übersetzung. Der Hauptzylinderkolben legt bei funktionsfähiger Hilfsdruckquelle einen größeren Hubweg zurück als der Verstärkerkolben, mit dem das Bremspedal gekoppelt ist. Fällt die Hilfsdruckquelle aus, so wird die hydraulische Übersetzung zwischen dem Verstärkerkolben und dem Hauptzylinderkolben unwirksam, indem das dort vor­ handene Druckmittel über das Einwegventil in den Nachlauf­ behälter zurückströmt. Der Verstärkerkolben legt sich mechanisch gegen den Hauptzylinderkolben an. Dadurch kann der Hauptzylinderkolben unmittelbar vom Bremspedal aus verschoben werden. Da bei Betätigung mit Hilfskraft der Hubweg des Hauptzylinderkolbens von dem des Verstärkerkol­ bens unabhängig ist, kann der Durchmesser des Hauptzylin­ derkolbens so gewählt werden, daß bei Betätigung ohne Hilfskraft unter Ausnutzung des maximal zulässigen Bremspedalweges ein ausreichend hoher Bremsdruck erzielbar ist.

Das Bremsgerät gemäß der DE-OS 23 47 818 ist aufwendig und benötigt einen großen Platzbedarf, da zum einen zwischen dem die Weg­ übersetzung bewirkenden Zylinder und dem Hauptzylinder noch eine zusätzliche Auslaßkammer mit einer in dieser an­ geordneten Druckfeder angeordnet, und zum anderen noch ein seitlich am Verstärkergehäuse angeordnetes Ventilgehäuse notwendig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine ein­ fache und kompakte Bauweise eines Bremsgerätes zu erzie­ len, das funktionsmäßig alle Eigenschaften aufweist, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Einwegeventil im vom Verstärkerkolben gebildeten Steuergehäuse des Brems­ geräts vorgesehen ist und ein federbelastetes Schließ­ glied hat, welches einerseits vom Druck im Druckraum und andererseits vom über den Steuerschieber eingesteuerten Druck beaufschlagt ist, und daß der Verstärkerkolben bei nicht betätigtem Bremsgerät unmittelbar über einen Fort­ satz auf den Hauptzylinder einwirkt, wobei der Druckraum zwischen dem Hauptzylinderkolben und dem Verstärkerkolben über eine Ausgleichsbohrung eine Verbindung zum Nachlauf­ behälter aufweist.

Von besonderem Vorteil ist es auch, wenn zwischen Verstär­ kerkolben und Hauptzylinderkolben ein mit dem Hauptzylin­ derkolben starr verbundener Zwischenkolben vorgesehen ist. Bei einer solchen Anordnung kann das Bremsgerät mit gerin­ gem Druck arbeiten. Als Hilfsdruckquelle genügt bei­ spielsweise für diese Ausführungsform die Lenkungspumpe von Kraftfahrzeugen. Der Zwischenkolben und der Verstär­ kerkolben können unabhängig vom Durchmesser des Hauptzy­ linderkolbens dimensioniert werden, so daß sowohl bei Betätigung mit Fremdenergie als auch bei Betätigung allein durch die Fußkraft des Fahrers genügend großer Bremsdruck auf­ gebaut werden kann. Weiterhin ist es bei dieser Ausführungsform vor­ teilhaft, daß die Druckflüssigkeiten, mit denen das Bremssystem betrie­ ben wird, und die seitens der Fremdenergiequelle, in diesem Falle also der Lenkungspumpe, voneinander getrennt sind, so daß unterschiedliche Medien verwendet werden können.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Bremsgerätes;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Bremsgerätes.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Bremsgerät bezeichnet, welches mittels eines Bremspedals 2 betätigbar ist. Das Bremsgerät 1 dient zur Versor­ gung von Bremsen 3, 4, 5, 6 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Zur Erzeugung des erforderlichen Bremsdruckes dient eine Hilfsquel­ le 7. Bei Druckabbau kann Druckmittel aus dem Bremsgerät 1 in einen drucklosen Behälter 8 strömen.

Nunmehr sei das Bremsgerät 1 im einzelnen erläutert. Es besteht aus einem Hauptzylinder 9, einem Verstärker­ kolben 10 und einem Druckkegelventil 11. Der Hauptzylinder 9 enthält in einer Längsbohrung 12 zwei Hauptzylinderkolben 13 und 14. Die Hauptzylinderkolben 13 und 14 verschieben aus Arbeitsräumen 15 und 16 Druckmittel zu den Bremsen 3, 4, 5 und 6. Der bremspedalseitige Hauptzylinderkolben 14 hat einen Fortsatz 17, mit dem er bei nicht betätigtem Bremsgerät gegen den Verstärkerkolben 10 an­ liegt.

Nunmehr sei das Druckregelventil 11 beschrieben. Das Druckregelventil 11 hat einen Steuerschieber 18, der fest mit dem Bremspedal 2 verbunden ist. Dieser Steuerschieber 18 ist in einem Steu­ ergehäuse 19 verschiebbar. Dabei ist das Steuergehäuse 19 im Verstärker­ kolben 10 ausgebildet. Der Verstärkerkolben 10 hat ei­ nen äußeren Ringraum 20, der über eine Bohrung 21 ständig Verbindung mit einem Nachlaufbehälter 22 hat. Dieser Nachlaufbehälter hat wiederum Verbindung mit dem drucklosen Behälter 8. Weiterhin enthält der Ver­ stärkerkolben 10 einen zweiten Ringraum 23, der über eine Bohrung 24 ständig Verbindung mit der Hilfsdruckquelle 7 hat. Die beiden Ring­ räume 20 und 24 haben eine solche Länge, daß unabhängig von der Stel­ lung des Verstärkerkolbens 10 die Verbindung zu dem Nachlaufbehälter 22 bzw. der Hilfsdruckquelle 7 ständig gegeben ist.

Der Verstärkerkolben 10 begrenzt bremspedalseitig mit einer Beaufschla­ gungsfläche 25 einen Verstärkerraum 26. Der Steuerschieber 18 ist so ausgestaltet, daß in Ruhestellung des Bremsgerätes der Verstärkerraum 26 über den Ringraum 20 Verbindung mit dem Nachlaufbehälter 22 hat. Bei Betätigung des Bremsgeräts, das heißt, beim Niedertreten des Bremspe­ dals 2, wird diese Verbindung zunächst versperrt. Es öffnet sich dann bei weiterer Betätigung eine Verbindung zwischen dem Ringraum 23 und dem Verstärkerraum 26. Dadurch verschiebt sich der Verstärkerkolben 10 in der Zeichnung gesehen nach links und kann über den Fortsatz 17 die beiden Hauptzylinderkolben 13 und 14 in Betätigungsrichtung bewegen. Die Bremsen 3, 4, 5 und 6 werden dadurch mit Druckmittel beaufschlagt.

Da der Verstärkerkolben 10 einen größeren Durchmesser hat als der Haupt­ zylinderkolben 14, wirkt dieser Druckraum 27 als hydraulische Überset­ zung der Verschiebebewegung des Verstärkerkolbens 10 auf den Hauptzylin­ derkolben 14. Der kleine Durchmesser des Hauptzylinderkolbens 14 be­ wirkt, daß dieser bei einem Verschieben des Verstärkerkolbens 10 einen größeren Hubweg zurücklegt als der Verstärkerkolben 10. Hervorzuheben ist, daß bei nicht betätigtem Bremsgerät der Druckraum 27 über eine Ausgleichsbohrung 28 Verbindung zu dem Nachlaufbehälter 22 hat.

Das Einwegeventil 29 befindet sich in einem Zylinderraum 30 des Verstärkerkolbens 10. Das Einwegeventil 29 hat ein Schließglied 31, welches durch eine Feder 32 in Richtung des Druckrau­ mes 27 vorgespannt wird. Dadurch werden zwei Kanäle 33 und 34 vom Druck­ raum 27 zum Zylinderraum 30 verschlossen. Aus dem Zylinderraum 30 führt eine Verbindung 35 in einen Raum 36 vor dem Steuerschieber 18. Dieser Raum 36 hat über eine Bohrung 37 Verbindung mit dem Ringraum 20 und damit mit dem Nachlaufbehälter 22.

Das beschriebene Bremsgerät wirkt wie folgt. Zunächst wird dabei von dem Fall ausgegangen, daß die Hilfsdruckquelle zur Verfügung steht. Durch Niedertreten des Bremspedals 2 wird zunächst die Verbindung des Verstärkerraums 26 über den Ringraum 20 zum Nachlaufbehälter 22 unter­ brochen. Bei weiterem Niedertreten des Bremspedals 2 wird Druck von der Hilfsdruckquelle 7 über den Ringraum 23 in den Verstärkerraum 26 eingesteuert. Der Verstärkerkolben 10 bewegt sich dadurch in der Zeichnung gesehen nach links. Dadurch überfährt der Verstärkerkolben nach kurzem Hub die Ausgleichsbohrung 28 zum Nachlaufbehälter 22. Eben­ falls überfahren bei dieser anfänglichen Bewegung die Hauptzylinderkol­ ben 13 und 14 entsprechende Ausgleichsbohrungen im Hauptzylinder 9. Bei einem weiteren Verschieben des Verstärkerkolbens 10 in der Zeich­ nung gesehen nach links wird im Druckraum 27 Druckmittel verdrängt. Dieses führt dazu, daß der Hauptzylinderkolben 14 sich im stärkeren Maße in der Zeichnung gesehen nach links bewegt als der Verstärkerkol­ ben 10. Zwischen dem Verstärkerkolben 10 und dem Hauptzylinderkolben 14 ist damit eine hydraulische Übersetzung geschaltet. Wie bei Tandem­ hauptzylindern üblich, überträgt der Hauptzylinderkolben 14 die Druck­ kraft auf den schwimmenden Hauptzylinderkolben 13, so daß aus beiden Arbeitsräumen 15 und 16 Druckmittel verdrängt wird und in die Bremsen 3, 4, 5 und 6 gelangt.

Nunmehr sei angenommen, daß bei Betätigung des Bremsgeräts 1 die Hilfsdruckquelle 7 nicht zur Verfügung steht. Durch Niedertreten des Brems­ pedals 2 legt sich der Steuerschieber 18 nach kurzem Pedalweg gegen den Verstärkerkolben 10. Bei weiterem Niedertreten des Bremspedals 2 wird der Verstärkerkolben 10 unmittelbar vom Bremspedal 2 verschoben. Der Verstärkerkolben 10 verschiebt über den Fortsatz 17 den Hauptzylinder­ kolben 14. Um bei Betätigung ohne Hilfskraft den maximal zulässigen Bremdpedalweg ausnutzen zu können, ist es erforderlich, daß die hydrau­ lische Übersetzung durch den Druckraum 27 fortfällt. Dies geschieht da­ durch, daß durch den Ausfall der Hilfskraft im Zylinderraum 30 kein Druckmittel ansteht. Dadurch kann durch einen geringen Druck im Druck­ raum 27 das Schließglied 31 sich gegen die Kraft der Feder 32 bewegen, so daß über die Kanäle 33 und 34 dem Zylinderraum 30 der Verbindung 35 und dem Raum 36 sowie der Bohrung 37 über den Ringraum 20 und der Boh­ rung 21 eine Verbindung zum Nachlaufbehälter 22 besteht. Das im Druck­ raum 27 durch den Verstärkerkolben 10 verdrängte Druckmittel verschiebt deshalb nicht den Hauptzylinderkolben 14, sondern strömt über die be­ schriebene Verbindung in den Nachlaufbehälter.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 nur dadurch, daß zwischen dem Hauptzylinderkolben 14 und dem Verstärkerkolben 10 ein Zwischenkolben 38 vorgesehen ist. Dieser Zwi­ schenkolben 38 ist mit einer Druckstange 39 fest mit dem Hauptzylinder­ kolben 14 verbunden. Der Druckraum 27 befindet sich zwischen dem Ver­ stärkerkolben 10 und dem Zwischenkolben 38. Bei Betätigung des Bremspedals 2 und intakter Hilfsdruckquelle 7 wird Druckmittel aus dem Druckraum 27 verdrängt, so daß der Zwischen­ kolben 38 sich in der Zeichnung gesehen nach links bewegt. Da der Zwi­ schenkolben 38 kleineren Durchmesser als der Verstärkerkolben 10 hat, bewegt er sich im stärkeren Maße in der Zeichnung gesehen nach links als der Verstärkerkolben 10. Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 öffnet bei Ausfall der Hilfsdruckquelle 7 das Einwegeventil 29, so daß die durch den Druckraum 27 gebildete hydraulische Übersetzung in Fortfall kommt. Der Verstärkerkolben 10 legt sich dann gegen den Zwi­ schenkolben 38, so daß der Hauptzylinderkolben 14 mechanisch verschieb­ bar ist. Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann der Durchmes­ ser des Hauptzylinderkolbens 14 derart gewählt werden, daß bei Betäti­ gung ohne Hilfsdruckquelle mit normaler Fußkraft ein ausreichend ho­ her Bremsdruck erzeugt werden kann.

Claims (4)

1. Hydraulische Bremsanlage, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge, mit einem Kraftverstärker und einem durch den Kraftverstärker betätigbaren Hauptzylinder (9) zur Druckversorgung von Radbremsen (3 bis 6), mit einem Bremsventil (11) zur Einstellung eines der Be­ tätigungskraft proportionalen Drucks in einem von einem Verstärkerkolben (10) begrenzten Verstärker­ raum (26) des Kraftverstärkers, bei dem der Verstär­ kerkolben (10) einen größeren Durchmesser als der Hautzylinderkolben (14) aufweist und mit einem Ein­ wegeventil (29), das den Rücklauf von Druckmittel aus einem Druckraum (27) gestattet, der zwischen dem Verstärkerkolben (10) und dem Hauptzylinder (2) an­ geordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Einwegeventil (29) im vom Verstär­ kerkolben (10) gebildeten Steuergehäuse (19) des Bremsgeräts (1) vorgesehen ist und ein federbela­ stetes Schließglied (31) hat, welches einerseits vom Druck im Druckraum (27) und andererseits vom über den Steuerschieber (18) eingesteuerten Druck beauf­ schlagt ist, und daß der Verstärkerkolben (10) bei nicht betätigtem Bremsgerät (1) unmittelbar über ei­ nen Fortsatz (17) auf den Hauptzylinderkolben (14) einwirkt, wobei der Druckraum (27) zwischen dem Hauptzylinderkolben (14) und dem Verstärkerkolben (10) über eine Ausgleichsbohrung (28) eine Verbin­ dung zum Nachlaufbehälter (8) aufweist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verstärkerkolben (10) ein Steuergehäuse (19) für das Druckregelventil (11) bildet, in das ein mit einem Bremspedal (2) fest ge­ koppelter Steuerschieber (18) verschiebbar angeord­ net ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schließglied (31) eine Dichtmanschette ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen Verstärkerkolben (10) und Hauptzylinderkolben (14) ein mit dem Haupt­ zylinderkolben (14) starr verbundener Zwischenkolben (38) vorgesehen ist.