DE69508159T2

DE69508159T2 - Hydraulischer Bremskraftverstärker

Info

Publication number: DE69508159T2
Application number: DE69508159T
Authority: DE
Inventors: Koichi Hashida
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2015-07-11
Also published as: KR960004133A; EP0693408B1; KR100193464B1; EP0693408A3; US5526731A; EP0693408A2; DE69508159D1; JPH0834343A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Bremskraftverstärker zur Verstärkung einer manuellen Steuerkraft durch Erzeugung eines dynamischen Hilfsdrucks, insbesondere einen hydraulischen Bremskraftverstärker zur Verstärkung der Leistung eines hydraulischen Hauptbremszylinders als Bremskrafterzeuger eines Kraftfahrzeugs.
Ein hydraulischer Bremskraftverstärker dieser Art dient dazu, einen Staudruck auf die Rückseite eines den Bremsdruck erzeugenden Kolbens auszuüben, nachdem er diesen durch Öffnen und Schließen seiner Ventileinheit auf einen Wert gesteuert hat, der proportional zu der Kraft ist, die auf das Bremspedal ausgeübt wird. Die Ventileinheit wird in Abhängigkeit von der relativen Position zwischen einem Eingangsstößel und dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben geöffnet oder geschlossen. Denn wenn der den Bremsdruck erzeugende Kolben in Bezug auf den Eingangsstößel zurückgezogen wird, wird der Druck der Staudruckquelle in die Staudruckkammer geleitet, um die Staudruckleistung zu erhöhen. Wenn der den Bremsdruck erzeugende Kolben in Bezug auf den Eingangsstößel vorgeschoben wird, wird die Staudruckkammer zu dem Speicherbehälter hin geöffnet, um die Staudruckkammer auf normalen Druck zu bringen.
Bei einer bekannten Anordnung erfolgt diese Steuerung durch eine Ventileinheit, die so in dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben angeordnet ist, dass sie zusammen mit dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben und dem Eingangsstößel bewegt wird. Bei einer weiteren Anordnung wird die relative Position zwischen dem Kolben und dem Stößel erfasst und einer ortsfesten Ventileinheit übermittelt, die von dem Kolben und dem Stößel getrennt angeordnet ist.
Von diesen beiden Anordnungen benötigt die letztgenannte einen vollständigen und teuren Gelenkmechanismus. Daher wird bei den meisten herkömmlichen Bremskraftverstärkern die erstgenannte Anordnung verwendet.
Bei der erstgenannten Anordnung muss der Druck der Staudruckquelle in den axial beweglichen, den Bremsdruck erzeugenden Kolben geleitet werden. Es gibt zwei bekannte Arten, dies zu tun. Eine besteht darin, den Auslass der Staudruckquelle durch einen flexiblen Schlauch mit der in dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben ausgebildeten Ventilkammer zu verbinden. Die andere besteht darin, eine ringförmige Bremsdruckeinleitkammer um den den Bremsdruck erzeugenden Kolben herum anzuordnen, die mit der Ventilkammer über ein in dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben ausgebildetes Loch in Verbindung steht. Bei dem letztgenannten Verfahren müssen Hochdruckdichtungen auf beiden Seiten der Kammer angeordnet werden, um die Kammer abzudichten, wobei gleichzeitig eine Gleitbewegung des Kolbens ermöglicht wird. Von diesen beiden Verfahren wird im Allgemeinen das letztgenannte dem erstgenannten vorgezogen, da bei dem flexiblen Schlauch, der bei dem erstgenannten Verfahren verwendet wird, Probleme im Zusammenhang mit der Haltbarkeit auftreten.
Probleme treten jedoch auch bei dem letztgenannten Verfahren auf. Denn da die Bremsdruckeinleitkammer direkt mit der Staudruckquelle in Verbindung steht, sind die beiden Dichtungen, die die Kammer definieren, immer einem hohen Druck ausgesetzt, der dem Druck der Staudruckquelle entspricht. Dies führt notwendigerweise zu einem erhöhten Gleitwiderstand der Dichtung, was es wiederum notwendig macht, eine stärkere Rückstellfeder zu verwenden, um den den Bremsdruck erzeugenden Kolben wieder in seine ursprüngliche Position zurückzubewegen. Wenn das Bremspedal betätigt wird, bewegt sich der den Bremsdruck erzeugende Kolben also nicht sofort, sondern er beginnt erst dann, sich zu bewegen, wenn die auf den Kolben ausgeübte Kraft die Summe aus dem Gleitwiderstand der Dichtungen und der Kraft der Rückstellfeder übersteigt. Hierdurch wird das Ansprechen des Bremspedals im Anfangsstadium seines Hubs beeinträchtigt. Da die Dichtungen einer Gleitbewegung unterliegen, während sie einem hohen Druck ausgesetzt sind, der dem Druck der Staudruckquelle entspricht, müssen sie außerdem aus einem ausreichend haltbaren Material bestehen. Ein haltbares Material ist gewöhnlich nicht nur teuer, sondern es neigt auch dazu, den Gleitwiderstand der Dichtungen noch weiter zu erhöhen.
Eine Lösung für dieses Problem wird in dem Dokument EP-A-296 614 vorgeschlagen. Der in dieser Veröffentlichung offenbarte hydraulische Bremskraftverstärker besitzt ein Druckregelventil, das zwischen der Staudruckquelle und der Bremsdruckeinleitkammer angeordnet ist, um den Druck in der letztgenannten Kammer durch Öffnen und Schließen der Leitung, die die Staudruckquelle mit der Kammer verbindet, um einen vorherbestimmten Wert höher zu halten als den Druck in der Staudruckkammer.
Als solche Druckregelventile offenbart die Veröffentlichung JP-A-64-1652 ein Spulenventil und ein weiteres Ventil, das ein Absperrventil und einen Kolben aufweist, der einen Stift trägt, welcher dazu dient, das Absperrventil nach oben zu drücken. Das Ventil der letztgenannten Art ist auch aus den Dokumenten FR- A-2 604 673 und US 4,463,561 bekannt.
Bei einem Spulenventil besteht das Problem, dass es schwierig ist, das Austreten von Flüssigkeit zu verhindern, während das Ventil geschlossen ist. Um das Austreten von Flüssigkeit zu verhindern, damit das Ventil als Druckregelventil verwendet werden kann, müssen dessen Kolben und Kolbengehäuse so feinbearbeitet werden, dass extrem kleine Toleranzen vorliegen, damit praktisch kein Spiel dazwischen existiert. Eine derart präzise spanabhebende Formgebung ist jedoch praktisch unmöglich. Deshalb wurde die Möglichkeit der Verwendung eines hydraulischen Bremskraftverstärkers mit dem Ventil der letztgenannten Art untersucht. Dieser Bremskraftverstärker erwies sich jedoch auch als praktisch nutzlos, da er bei der Betätigung des Bremspedals häufig Vibrationen des Bremspedals und abnormalen Lärm verursachte.
Fig. 1 zeigt einen hydraulischen Bremskraftverstärker, der in dem Dokument EP- A-296614 offenbart ist. Er weist einen Körper 2 mit einer Bohrung auf, einen den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1, der axial beweglich in der Bohrung des Körpers 2 angeordnet ist, einen Eingangsstößel 3, der hinter dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1 angeordnet ist, ein Spulenventil 4, das axial beweglich in einer Ventilkammer angeordnet ist, welche in dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben ausgebildet ist, eine Staudruckkammer 5, um einen Staudruck auf einen Teil der Rückseite des den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1 auszuüben, eine Bremsdruckeinleitkammer 6, die zwischen der Bohrung des Körpers 2 und dem Außenumfang des den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1 angeordnet und mit einem Ausgabekreislauf einer Pumpe 11 verbunden ist, Hochdruckdichtungen 7, 8, die vor und hinter der Kammer 6 angeordnet sind, um diese abzudichten und gleichzeitig eine Gleitbewegung des Kolbens 1 zu ermöglichen, eine Rückstellfeder 9 für den den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1, eine Rückstellfeder 10 für das Spulenventil 4, einen Speicherbehälter 12 und einen Speicher 13.
Die Bezugszeichen 14, 15 und 16 bezeichnen Löcher, das Bezugszeichen 17 eine Drucksenkungsleitung und das Bezugszeichen 18 eine Fluidleitung. Das Bezugszeichen 30 bezeichnet ein Druckregelventil. Es umfasst einen Kolben 36, der einen Schiebe- bzw. Druckstift 35 trägt, eine Ausgleichsfeder 34, die den Kolben 36 in Richtung einer Kammer 32 beaufschlagt, und ein Kugelventil 37, um die Leitung, die die Staudruckquelle mit der Kammer 32 verbindet, zu öffnen und zu schließen. Das Kugelventil 37 wird durch Hin- und Herbewegen des Kolbens 36 zwischen seiner geöffneten und seiner geschlossenen Position bewegt.
Das Verhältnis der Kräfte, die in dem Druckregelventil 30 erzeugt werden, wird durch folgende Formel ausgedrückt:
F + P&sub3; · A = P&sub1; · B + P&sub2; · (A - B) (1)
wobei A die Querschnittsfläche des Kolbens 36, B die Dichtungsfläche des Kugelventils 37, P1 der Druck der Staudruckquelle, P2 der Druck in der Druckeinleitkammer 6, P3 der Druck in der Staudruckkammer 5 und F die Kraft der Feder 34 ist. Der Wert B kann im Wesentlichen kleiner gewählt werden als der Wert A. Somit gilt: P2 = P3 + F/A. Unmittelbar nach der Betätigung des Bremspedals ist der Druck P3 in der Staudruckkammer 5 immer noch niedrig, so dass der Druck P2 in der Kammer 6 im Wesentlichen F/A entspricht. Wenn beispielsweise der Druck P1 in der Staudruckquelle 16 MPa (160 kg/cm²) ist, so gilt: F/A = 1-2 MPa (10-20 kg/cm²). Damit wird der Gleitwiderstand niedrig genug gehalten.
Tatsächlich kann man jedoch den Einfluss des Drucks P1 der Staudruckquelle nicht ignorieren. Denn das Druckregelventil 30 öffnet sich, wenn die Formel (1) erfüllt wird. In dem Moment, in dem sich das Ventil 30 öffnet, steigt die Fließgeschwindigkeit des zwischen der Pumpe 11 und dem Druckregelventil 30 vorhandenen Fluids drastisch an, so dass der Druck am Einlass des Druckregelventils, der dem Druck P1 der Staudruckquelle entspricht, drastisch auf einen Wert absinkt, der im Wesentlichen P2 entspricht. Je länger die Rohrleitung zwischen der Pumpe 11 und dem Druckregelventil 30 ist, desto schneller neigt der Druck am Einlass des Ventils 30 aufgrund des Einflusses der Trägheit und der Viskosität des Fluids in der Rohrleitung dazu, zu fallen. Wenn der Druck am Einlass des Ventils 30 auf P2 abfällt, wird folgende Gleichung erfüllt:
F + P&sub3; · A = P&sub2; · A (2)
In diesem Zustand zeigt das Druckregelventil 30 eine Tendenz, den Druck P2 zu erhöhen, d. h. eine Tendenz, sich zu öffnen. Also verstärkt sich in dem Moment, in dem sich das Ventil 30 zu öffnen beginnt, die Tendenz des Ventils, sich zu öffnen. Dies hat zur Folge, dass der Druck am Einlass des Druckregelventils noch weiter absinkt. Die Schließkraft des Ventils überwindet die Ventilöffnungskraft erst dann, wenn der Druck P2 auf einen Wert steigt, bei dem die Formel (2) erfüllt wird. In diesem Zustand steigt der Druck am Einlass des Druckregelventils auf den Wert, der dem Druck P1 der Staudruckquelle entspricht. Nun bleibt das Druckregelventil geschlossen, bis der Druck am Einlass des Druckregelventils 30 auf den Wert absinkt, der dem Druck P2 entspricht, d. h. dem Wert, bei dem die Formel (1) erfüllt wird. Somit pendelt das Druckregelventil zwischen den Zuständen, die durch die Formeln (1) und (2) dargestellt sind. Dieser instabile Zustand des Ventils 30 führt zu Vibrationen des Spulenventils 4 und somit zu Vibrationen des Bremspedals und zu abnormalem Lärm im Bremskraftverstärker.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Bremskraftverstärker zu schaffen, der ein Druckregelventil aufweist und bei dem weder Vibrationen noch abnormaler Lärm auftreten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein hydraulischer Bremskraftverstärker mit einem Druckregelventil geschaffen, das die Funktion hat, den Druck in der Bremsdruckeinleitkammer um einen vorherbestimmten Wert höher zu halten als den Druck in der Staudruckkammer, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil einen Ventilbereich in Form eines Tellerventils aufweist, um die Leitung, die die Staudruckquelle mit der Bremsdruckeinleitkammer verbindet, zu öffnen und zu schließen, wobei der Ventilbereich einen Ventilkörper aufweist, auf den der Druck der Staudruckquelle so wirkt, dass das Ventil geöffnet wird, und auf den der Druck in der Bremsdruckeinleitkammer so wirkt, dass das Ventil geschlossen wird.
Wenn sich der Ventilbereich des Druckregelventils öffnet, fließt das Druckmedium von der Staudruckquelle in die Bremsdruckeinleitkammer und erhöht den Druck in letzterer. Gemäß der vorliegenden Erfindung dient der Druck in der Bremsdruckeinleitkammer dazu, so auf den Ventilkörper des Ventilbereichs zu wirken, dass das Ventil geschlossen wird. Wenn sich das Druckregelventil öffnet und der Druck am Einlass des Ventilbereichs absinkt, zeigt daher das Ventil eine größere Tendenz, sich zu schließen, als sich zu öffnen.
Somit stabilisiert sich das Verhalten des Ventilbereichs. Dies führt zu einer verringerten Vibration und zu geringerem Lärm des Bremskraftverstärkers, wodurch wiederum das Ansprechen des Bremspedals im Anfangsstadium des Pedalhubs verbessert wird. Darüber hinaus ist es möglich, preisgünstigere Dichtungen zu verwenden. Das Druckregelventil nach Anspruch 2 ist besonders einfach aufgebaut und preisgünstig.
Da das Druckregelventil nach dem Öffnen eine starke Tendenz zeigt, sich zu schließen, kann der ursprüngliche Zweck der Anordnung eines Druckregelventils, d. h. der Zweck, den Druck in der Bremsdruckeinleitkammer zu reduzieren, erfüllt werden.
Dieser Bremskraftverstärker kann darüber hinaus ein Mittel zum Ausgleich des Druckunterschieds aufweisen, das dazu vorgesehen ist, in Richtung der Staudruckkammer versetzt zu werden, wenn der Druckunterschied zwischen der Staudruckkammer und der Bremsdruckeinleitkammer einen vorherbestimmten Wert erreicht, um einen übermäßigen Anstieg des Oberflächenkontaktdrucks zwischen dem Ventilkörper und dem ortsfesten Ventilsitz zu verhindern und damit die Haltbarkeit des Druckregelventils zu erhöhen. Durch die Verwendung eines Teils des Druckregelkolbens als Mittel zum Ausgleich des Druckunterschieds kann der Aufbau des Druckregelventils noch mehr vereinfacht werden.
Bei den Ausführungsformen wurde nur die verbesserte Form des herkömmlichen Bremskraftverstärkers gemäß Fig. 1 dargestellt. Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist jedoch für andere Arten von Bremskraftverstärkern, wie beispielsweise in den Dokumenten US 4,463,561 und FR-A-2 604 673 offenbart, gleichermaßen anwendbar.
Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen herkömmlichen hydraulischen Bremskraftverstärker;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines hydraulischen Bremskraftverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Druckregelventils.
Fig. 2 zeigt die erste Ausführungsform des hydraulischen Bremskraftverstärkers nach der vorliegenden Erfindung. Er weist einen Körper 2 mit einer Bohrung auf, einen den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1, der axial beweglich in der Bohrung des Körpers 2 angeordnet ist, einen Eingangsstößel 3, der hinter dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1 angeordnet ist, ein Spulenventil 4, das axial beweglich in einer Ventilkammer angeordnet ist, welche in dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1 ausgebildet ist, eine Staudruckkammer 5, um einen Staudruck auf einen Teil der Rückseite des den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1 auszuüben, eine Bremsdruckeinleitkammer 6, die zwischen der Innenwandung der Bohrung des Körpers 2 und dem Außenumfang des den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1 angeordnet und mit einem Ausgabekreislauf einer Pumpe 11 verbunden ist, Hochdruckdichtungen 7, 8, die vor und hinter der Kammer 6 angeordnet sind, um diese abzudichten und gleichzeitig eine Gleitbewegung des Kolbens 1 zu ermöglichen, eine Rückstellfeder 9 für den den Bremsdruck erzeugenden Kolben 1, eine Rückstellfeder 10 für das Spulenventil 4, einen Speicherbehälter 12 und einen Speicher 13. Die Bezugszeichen 14, 15 und 16 bezeichnen Löcher, das Bezugszeichen 17 eine Drucksenkungsleitung und das Bezugszeichen 18 eine Fluidleitung.
Das Bezugszeichen 100 bezeichnet ein Druckregelventil. Es weist einen Ventilbereich auf, der aus einem Ventilkörper 102 und einem ortsfesten Ventilsitz 105 besteht, einen abgestuften Druckregelkolben 103 mit einem Bereich 103a kleinen Durchmessers und einem Bereich 103b großen Durchmessers, eine erste Bremsflüssigkeitskammer 107, die den Ventilbereich aufnimmt, eine zweite Bremsflüssigkeitskammer 108, die an die erste Bremsflüssigkeitskammer 107 angrenzt und aus Unterkammern 104a und 106 besteht, welche durch den Bereich 103b großen Durchmessers des Druckregelkolbens 103 voneinander getrennt sind, und eine Feder 104, die den Druckregelkolben 103 in Richtung der Seite großen Durchmessers desselben (in Ventilöffnungsrichtung) beaufschlagt.
Der Bereich 103a kleinen Durchmessers des Druckregelkolbens ist gleitend durch eine Wand eingesetzt, die die Kammern 108 und 107 voneinander trennt. Zwischen der Trennwand und dem Bereich 103a kleinen Durchmessers ist eine Dichtung 109 eingesetzt, um eine Abdichtung gegen Flüssigkeit zu ermöglichen. Die Position des Ventilkörpers 102 hängt mit der Bewegung des Druckregelkolbens 103 zusammen. Daher wird durch die Bewegung des Kolbens 103 die Fluidleitung zwischen der Kammer 107 und einer mit einer Staudruckquelle verbundenen Kammer 101 wahlweise geöffnet und geschlossen.
Die Kammer 106 steht mit der Kammer 107 über eine Leitung 112 (die bei der Ausführungsform durch den Druckregelkolben 103 gebildet wird, jedoch auch im Körper ausgebildet sein kann) in Verbindung. Die Kammer 107 steht mit der Bremsdruckeinleitkammer 6 des Bremskraftverstärkers in Verbindung. Die Kammer 108 steht mit der Staudruckkammer 5 in Verbindung.
Das Verhältnis der Kräfte, die in dem Druckregelventil 100 erzeugt werden, wird durch folgende Formeln ausgedrückt:
F + P&sub1; · B + P&sub2; · (C - B) + P&sub3; · (A - C) = P&sub2; · A
F + P&sub1; · B + P&sub3; · (A - C) = P&sub2; · (A - C + B) ... ... (3)
wobei A die Querschnittsfläche des Bereichs großen Durchmessers des Druckregelkolbens 103, B die Dichtungsfläche des Ventilkörpers 102, C die Querschnittsfläche des Bereichs 103a kleinen Durchmessers des Kolbens, P1 der Druck der Staudruckquelle, P2 der Druck in der Druckeinleitkammer 6, P3 der Druck in der Staudruckkammer 5 und F die Kraft der Feder 104 ist. Wie im Fall eines herkömmlichen Druckregelventils kann der Wert B im Wesentlichen kleiner gewählt werden als der Wert (A - C). In diesem Fall gilt im Wesentlichen: P2 = P3 + F/(A - C). Unmittelbar nach der Betätigung des Bremspedals ist der Druck P3 in der Staudruckkammer S immer noch niedrig, so dass der Druck P2 in der Kammer 6 im Wesentlichen dem Wert F/A entspricht. Damit wird der Gleitwiderstand niedrig genug gehalten.
Das Ventil 100 hat folgende charakteristische Eigenschaften:
Wenn die Formel (3) erfüllt ist, öffnet sich das Druckregelventil 100, und gleichzeitig fällt der Druck am Einlass des Druckregelventils 103 von dem Druck P1 der Staudruckquelle ab. Dieser Druckabfall neigt dazu, den Druckregelkolben 103 in die Schließrichtung des Ventils zu drücken, wie aus Formel (3) ersichtlich wird.
Denn bei dem Druckregelventil dieser Erfindung besteht nicht das Problem, das bei herkömmlichen Druckregelventilen beobachtet wurde, d. h. dass der Druck am Einlass des Druckregelventils dazu neigt, zu sinken, wenn das Ventil sich auch nur leicht öffnet, was dazu führt, dass das Ventil noch weiter geöffnet wird, was wiederum einen noch größeren Druckabfall zur Folge hat. Um dieses Problem zu lösen, muss der Druck in der Kammer 6 gegen den Druck der Staudruckquelle, d. h. in Schließrichtung des Ventils, auf den Ventilkörper des Ventilbereichs wirken, so dass das Ventil in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen dem Druck der Staudruckquelle und dem Druck in der Kammer 6 geschlossen wird. Die Anordnung gemäß Fig. 2 ist eine der einfachsten und preisgünstigsten Anordnungen, die dieser Anforderung genügen.
Bei dieser Ausführungsform wird der Druck in der Kammer 6 durch Öffnen und Schließen der Leitung, die die Staudruckquelle mit der Kammer 6 verbindet, um einen vorherbestimmten Wert höher gehalten als der Druck in der Staudruckkammer 5. Denn das Druckregelventil 100 besitzt nicht die Funktion, den Druck in der Kammer 6 zu senken. Somit kann dieses Ventil keinem Druckabfall in der Staudruckkammer folgen, wenn das Bremspedal losgelassen wird. Hierdurch ergibt sich jedoch kein praktisches Problem, da der Bereich zwischen dem Druckregelventil 100 und dem Spulenventil 4 im Bremskraftverstärker so starr ist, dass der Druck in der Kammer 6 abhängig von einem sehr kleinen, leichten Austreten von Bremsflüssigkeit durch das Spulenventil 4 schnell abfällt.
Da jedoch der Ventilkörper 102 fest gegen den ortsfesten Ventilsitz 105 gedrückt wird, bis der Druck in der Kammer 6 ausreichend gefallen ist, kann die Haltbarkeit des Ventils aufgrund eines hohen Kontaktdrucks sinken.
Dieses Problem wird beispielsweise dadurch gelöst, dass zwischen der Kammer 6 und der Staudruckkammer 5 ein Mittel zum Ausgleich des Druckunterschieds angeordnet wird, das einen gegen Flüssigkeit dichten und beweglich eingesetzten zweiten Kolben sowie eine zweite Feder zur Beaufschlagung des Kolbens in Richtung der Bremsdruckeinleitkammer aufweist. Die Kraft der zweiten Feder ist so bestimmt, dass sich der zweite Kolben so bewegt, dass das Volumen der Bremsdruckeinleitkammer erhöht wird, wenn der Druckunterschied einen Punkt erreicht, der höher ist als der Bereich des Druckunterschieds, in dem das Druckregelventil arbeitet, und niedriger als der Druckunterschied, der die Haltbarkeit des Ventilbereichs des Druckregelventils beeinträchtigen könnte. Bereits eine geringfügige Bewegung des zweiten Kolbens kann einen übermäßigen Anstieg des Druckunterschieds verhindern. Folglich ist das Mittel zum Ausgleich des Druckunterschieds nicht auf einen derartigen Kolben beschränkt, sondern es kann auch als federbeaufschlagte Membran ausgeführt sein.
Außerdem kann der Kolben des Druckregelventils selbst die Funktion eines Mittels zum Ausgleich des Druckunterschieds haben.
Fig. 3 zeigt die zweite Ausführungsform des Druckregelventils zur Verwendung mit dem hydraulischen Bremskraftverstärker gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist der Bereich 113b großen Durchmessers des Druckregelkolbens 113 von dessen Bereich 113a kleinen Durchmessers getrennt, welcher den Ventilkörper 102 trägt, und ist gleitend auf dem Bereich kleinen Durchmessers an dessen von dem Ventilkörper 102 entfernten Ende befestigt, wobei eine gegen Flüssigkeiten dichte Dichtung 111 zwischen diesen befestigt ist. Der Bereich kleinen Durchmessers weist an seinem von dem Ventilkörper 102 entfernten Ende einen Anschlag 114 auf. Er verhindert jegliche weitere Bewegung des Bereichs 113b großen Durchmessers in Bezug auf den Bereich 113a kleinen Durchmessers aus der in der Figur dargestellten Position nach rechts. Somit wird nur die Beaufschlagungskraft durch den Bereich 113b großen Durchmessers in Ventilöffnungsrichtung auf den Bereich 113a kleinen Durchmessers übertragen. Der Bereich 113a kleinen Durchmessers und somit der Ventilkörper 112 werden durch eine Feder 115 in Schließrichtung des Ventils beaufschlagt, d. h. gegen den Druck P1 der Staudruckquelle. Eine Feder 116 beaufschlagt den Bereich 113b großen Durchmessers des Druckregelkolbens 113, um einen Druckunterschied zwischen der Einleitkammer 6 und der Staudruckkammer 5 zu erzeugen.
Das Verhältnis der Kräfte, die in dem Druckregelventil gemäß Fig. 3 erzeugt werden, wird durch folgende Formel ausgedrückt:
F&sub1; - F&sub2; + P&sub1; · B + P&sub3; (A - C) = P&sub2;(A - C + B)
wobei A die Querschnittsfläche des Bereichs 113b großen Durchmessers des Druckregelkolbens, B die Dichtungsfläche des Ventilkörpers 102, C die Querschnittsfläche des Bereichs 103a kleinen Durchmessers, P1 der Druck der Staudruckquelle, P2 der Druck in der Kammer 6, P3 der Druck in der Staudruckkammer 5 und F die Kraft der Feder 116 ist. Somit hat das Ventil dieser Ausführungsform die gleiche Funktion wie das Ventil der ersten Ausführungsform.
Wenn der Druckunterschied ansteigt, bis P2 - P3 > F&sub1;/(A - C), bewegt sich der Bereich 113b großen Durchmessers in Richtung einer Kammer 108, die mit der Staudruckquelle 5 in Verbindung steht, so dass der Druck P2 in der Kammer 6 schnell sinkt. Die Kraft der Feder 115 ist die einzige Kraft, die dazu neigt, den Ventilkörper 102 in Schließrichtung zu beaufschlagen. Somit wird die Ventilschließkraft in einem vernünftigen niedrigen Bereich gehalten.

Claims

1. Hydraulischer Bremskraftverstärker, bestehend aus

einem Körper (2) mit einer Bohrung, mit einem den Bremsdruck erzeugenden Kolben (1), der axial beweglich in der in dem Körper (2) ausgebildeten Bohrung angeordnet ist und eine Ventilkammer aufweist, und mit einer Staudruckkammer (5), um einen dynamischen Druck auf die Rückseite des den Bremsdruck erzeugenden Kolbens (1) auszuüben;

einem Eingangsstößel (3), der hinter dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben (1) angeordnet ist und unabhängig von dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben (1) axial beweglich ist;

einer Rückstellfeder (9), um den den Bremsdruck erzeugenden Kolben (1) in eine axiale Richtung zu beaufschlagen;

einem Paar Dichtungen (7, 8) zur Abdichtung des Außenumfangs des den Bremsdruck erzeugenden Kolbens (1);

einer Bremsdruckeinleitkammer (6), die zwischen dem Paar Dichtungen (7, 8) und zwischen der Innenfläche der Bohrung des Körpers (2) und dem Außenumfang des den Bremsdruck erzeugenden Kolbens (1) definiert ist;

einem Ventilmittel, das in der Ventilkammer angeordnet ist, die in dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben (1) ausgebildet ist und mit der Staudruckkammer (5) und einer Drucksenkungsleitung (17) für die Staudruckkammer (5) in Verbindung steht; und

einem Druckregelventil (100), das zwischen einer Staudruckquelle und der Bremsdruckeinleitkammer (6) angeordnet ist;

wobei das Ventilmittel dazu dient, den Druck in der Staudruckkammer (5) durch Öffnen und Schließen einer Leitung zu steuern, die mit der Bremsdruckeinleitkammer (6) in Verbindung steht, sowie einer Leitung, die die Staudruckkammer (5) mit der Drucksenkungsleitung (17) verbindet, in Abhängigkeit von der relativen axialen Bewegung zwischen dem den Bremsdruck erzeugenden Kolben (1) und dem Eingangsstößel (3),

und wobei das Druckregelventil (100) durch Öffnen und Schließen einer die Staudruckquelle und die Bremsdruckeinleitkammer (6) verbindenden Leitung den Druck in der Bremsdruckeinleitkammer (6) auf einem Wert hält, der um einen vorherbestimmten Betrag größer ist als der Druck in der Staudruckkammer (5);

dadurch gekennzeichnet, dass

das Druckregelventil (100) einen Ventilbereich in Form eines Tellerventils aufweist, um die Leitung, die die Staudruckquelle mit der Bremsdruckeinleitkammer (6) verbindet, zu öffnen und zu schließen, wobei der Ventilbereich einen Ventilkörper (102) aufweist, auf den der Druck der Staudruckquelle so wirkt, dass das Ventil (100) geöffnet wird, und auf den der Druck in der Bremsdruckeinleitkammer (6) so wirkt, dass das Ventil (100) geschlossen wird.

2. Hydraulischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, bei dem das Druckregelventil (100) den Ventilbereich mit einem Ventilkörper (102) aufweist eine erste Bremsflüssigkeitskammer (107), die den Ventilbereich aufnimmt, eine zweite Bremsflüssigkeitskammer (108), die von der ersten Bremsflüssigkeitskammer (107) durch eine Trennwand abgetrennt ist,

einen Druckregelkolben (103) mit einem Bereich (103a) kleinen Durchmessers, welcher gleitend und dicht gegen Flüssigkeiten durch die Trennwand eingesetzt ist und den Ventilkörper (102) des Ventilbereichs an einem Ende trägt, und mit einem Bereich (103b) großen Durchmessers, der mit dem Bereich (103a) kleinen Durchmessers verbunden und in der zweiten Brems flüssigkeitskammer (108) aufgenommen ist, wobei die zweite Kammer (108) durch den Bereich (103b) großen Durchmessers in eine erste Unterkammer (104a) nahe der ersten Bremsflüssigkeitskammer (107) und eine zweite Unterkammer (106), die von der ersten Bremsflüssigkeitskammer (107) weiter entfernt liegt, unterteilt wird,

eine Feder (104), um den Druckregelkolben (103) so zu beaufschlagen, dass das Ventil geöffnet wird, und

eine Leitung (112), die die erste Bremsflüssigkeitskammer (107) mit der zweiten Unterkammer (106) verbindet, wobei die erste Bremsflüssigkeitskammer (107) mit der Bremsdruckeinleitkammer (6) in Verbindung steht, und wobei die erste Unterkammer (104a) mit der Staudruckkammer (5) in Verbindung steht.

3. Hydraulischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, der außerdem ein Mittel zum Ausgleich des Druckunterschieds mit zwei entgegengesetzten Enden aufweist, wobei der Druck in der Bremsdruckeinleitkammer (6) auf eines der entgegengesetzten Enden wirkt, während der Druck in der Staudruckkammer (5) und die Beaufschlagungskraft einer Feder auf das andere Ende wirken,

wobei das Ausgleichsmittel in eine solche Richtung bewegt werden kann, dass das Volumen der Bremsdruckeinleitkammer (6) vergrößert wird, wenn der Unterschied zwischen den auf die gegenüberliegenden Enden wirkenden Kräften um einen vorherbestimmten Wert größer wird als der vorherbestimmte Druckunterschied, der durch das Druckregelventil (100) erzeugt wird, bis die auf die gegenüberliegenden Enden wirkenden Kräfte miteinander im Gleichgewicht stehen.

4. Hydraulischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 3, bei dem der Bereich (113b) großen Durchmessers des Druckregelkolbens (113) von dem Bereich (113a) kleinen Durchmessers getrennt ist und gleitend sowie dicht gegen Flüssigkeiten auf dem Bereich (113a) kleinen Durchmessers befestigt ist,

wobei der Bereich (113a) kleinen Durchmessers am anderen Ende einen Anschlag (114) aufweist, um die Bewegung des Bereichs (113b) großen Durchmessers einzuschränken,

und wobei der Bereich (113a) kleinen Durchmessers durch eine Feder (115) in eine solche Richtung beaufschlagt wird, dass das Ventil geschlossen wird, wodurch der Bereich (113b) großen Durchmessers die Funktion des Mittels zum Ausgleich des Druckunterschieds hat.