DE3627902A1 - Hydraulischer kraftverstaerker - Google Patents
Hydraulischer kraftverstaerkerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Kraft
verstärker, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Brems
anlage, insbesondere mit Antiblockier-Regelung, bei
dem in einem Gehäuse ein Druckraum zwischen einem Ver
stärkerkolben und einem koaxialen Betätigungskolben
angeordnet und über einen durch einen Umfangsabschnitt
des Verstärkerkolbens, das Gehäuse und zwei Ringdichtun
gen begrenzten Einlaßraum, eine mit dem Einlaßraum ver
bundene axiale Bohrung und ein Zulaufventil mit einer
Druckflüssigkeitsquelle sowie über ein Ablaufventil
mit einem Vorratsbehälter verbindbar ist, wobei beide
Ventile als Sitzventile in dem Verstärkerkolben ausge
bildet und in Abhängigkeit von der Lage des Betätigungs
kolbens betätigbar sind.
Bei einem bekannten Kraftverstärker dieser Art (DE-OS
29 09 685) liegt der Einlaßraum für die Druckflüssigkeit
auf dem den größten Durchmesser aufweisenden Umfang
des Verstärkerkolbens. Hierbei werden die beiden Dich
tungen des Einlaßraums ständig mit dem hohen Eingangs
druck beaufschlagt, so daß sie eine entsprechend hohe
Reibkraft erzeugen, die eine entsprechend höhere Betäti
gungskraft erfordert.
Um diese Betätigungskraft herabzusetzen, ist es bekannt,
zwischen der Druckflüssigkeitsquelle und dem Kraftver
stärker ein Druckminderventil anzuordnen (DE-OS 32 18
194), das den Eingangsdruck auf den erforderlichen Min
destbetrag verringt. Dieses Druckminderventil ist jedoch
ein Zusatzgerät, das für die Funktion des Kraftverstär
kers nicht unbedingt erforderlich ist, aber den Aufwand
und die Störanfälligkeit des Kraftverstärkers erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraft
verstärker der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem
die Reibung der durch den Eingangsdruck beaufschlagten
Dichtungen geringer ist, aber ein zusätzlicher Aufwand
vermieden wird.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
der Verstärkerkolben als zweistufiger Kolben ausgebildet
ist, dessen den kleinen Außendurchmesser aufweisende
kleine Kolbenstufe den Einlaßraum begrenzt, daß das
Zu- und das Ablaufventil koaxial zu den Kolbenachsen
hintereinander angeordnet sind, und daß der Druckraum
zwischen der den großen Durchmesser aufweisenden großen
Kolbenstufe und dem Einlaßraum liegt.
Bei dieser Lösung entfällt ein Druckminderventil auf
der Eingangsseite. Dennoch werden die den Einlaßraum
abdichtenden Dichtungen wegen des geringeren Durchmes
sers der kleinen Kolbenstufe mit geringerer Druckkraft
beaufschlagt, so daß die Reibung der Dichtungen bei
der Verschiebung des Verstärkerkolbens entsprechend
geringer ist. Die räumliche Hintereinanderschaltung
von Zu- und Ablaufventil erleichtert nicht nur die Aus
bildung der einen Kolbenstufe mit einem kleineren Außen
durchmesser, sondern stellt darüber hinaus auch sicher,
daß der Verstärkerkolben nicht exzentrisch über diese
Ventile durch den Betätigungskolben betätigt wird, wie
bei dem gattungsgemäßen Kraftverstärker, so daß der
Verstärkerkolben nicht zum Verkanten neigt, was wiederum
die Betätigungskraft erhöhen würde.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß auf dem Umfang der
kleinen Kolbenstufe an dem von der großen Kolbenstufe
entfernt liegenden Ende des Einlaßraums ein mit dem
Vorratsbehälter über einen vollen Kolbenhub in Verbin
dung stehender Auslaßraum angrenzt, der durch die eine
der beiden Ringdichtungen und eine dritte Ringdichtung
abgedichtet ist. Auf diese Weise wird die Leckage der
der größeren Kolbenstufe abgewandten Dichtung des Einlaß
raums zum Vorratsbehälter hin abgeführt und gleichzeitig
das Ablaufen der druckgeregelten Druckflüssigkeit über
einen vollständigen Arbeitshub bis zum Schließen des
Ablaufventils ermöglicht.
Sodann kann bei einem Kraftverstärker für eine Kraftfahr
zeug-Bremsanlage mit Antiblockier-Regelung (auch ABS
=Antiblockiersystem oder Schlupfregelung genannt),
bei der die dem Druckraum abgewandte Stirnseite des
Verstärkerkolbens an einem koaxialen, auf einen Arbeits
raum wirkenden Arbeitskolben eines Hauptzylinders der
Bremsanlage abgestützt ist, wobei der Arbeitskolben
gegen das Gehäuse abgedichtet ist und zusammen mit dem
Gehäuse und dieser Stirnseite des Verstärkerkolbens
einen zweiten mit dem Vorratsbehälter verbundenen Auslaß
raum begrenzt, in der Verbindungsleitung zwischen dem
zweiten Auslaßraum und dem Vorratsbehälter ein druckab
hängig betätigbares Sperrventil liegen und der Druckraum
des Kraftverstärkers über ein schlupfabhängig betätigba
res Hauptventil mit dem Steuereingang des Sperrventils
und nach Überschreitung eines Teils des Arbeitskolbenhubs
mit dem zweiten Auslaßraum verbunden sein. Solange kein
Schlupf auftritt, wird bei dieser Lösung die Druckflüs
sigkeit bei Betätigung des Verstärkerkolbens aus dem
zweiten Auslaßraum über das geöffnete Sperrventil zum
Vorratsbehälter ausgeschoben und der Arbeitskolben durch
den Vorschub des Verstärkerskolbens mitgenommen. Umge
kehrt kann bei einer Entlastung des Verstärkerkolbens
die Druckflüssigkeit aus dem zweiten Auslaßraum ebenfalls
ungehindert über das geöffnete Sperrventil in den Vor
ratsbehälter entweichen. Sobald jedoch ein Schlupf auf
tritt und der Verstärkerkolben betätigt wird, wird das
zuvor gesperrte Hauptventil geöffnet und das Sperrventil
durch den Ausgangsdruck des Hauptventils in seine Sperr
stellung gesteuert. Die Druckflüssigkeit kann dann nicht
mehr über das nunmehr gesperrte Sperrventil aus dem
zweiten Auslaßraum abfließen, so daß eine weitere Ver
schiebung und damit Bremsdruckerhöhung des Arbeitskol
bens durch den Verstärkerkolben nicht mehr möglich ist.
Wenn der Arbeitskolben jedoch bereits den kurzen Teilhub
zurückgelegt hat, bevor ein Schlupf auftritt und das
Hauptventil geöffnet wird, kann die Druckflüssigkeit
aus dem Arbeitsraum des Kraftverstärkers unmittelbar
in den zweiten Auslaßraum eintreten und den Kraftver
stärkerkolben zurückstellen, so daß der zweite Auslaß
raum gleichzeitig als Rückstellraum wirkt und nach dem
Verschwinden des Schlupfes sofort eine erneute normale
Bremsung möglich ist. Trotz des für den Verstärkerkolben
erforderlichen drucklosen Nachlauf-Hubs, um einen druck
losen Ablauf der aus dem Einlaßraum in den ersten Aus
laßraum dringenden Leck-Flüssigkeit zu ermöglichen,
ergibt sich auf diese Weise eine verhältnismäßig kurze
Gesamtbaulänge des Kraftverstärkers.
Im einzelnen kann hierbei eine eingangsseitig mit dem
Druckausgang des Hauptventils in Verbindung stehende
drosselnde Einströmbohrung im Gehäuse nach Überfahren
durch den Arbeitskolben bei Erreichen des Teilhubes
ausgangsseitig mit dem zweiten Auslaßraum verbunden
sein. Auf diese Weise besteht bereits nach Erreichen
des Teilhubes des Arbeitskolbens eine Verbindung zwi
schen der Ausgangsseite des Hauptventils und dem zweiten
Auslaßraum, bevor ein Schlupf auftritt. Die Rückstellung
des Verstärkerkolbens nach dem Öffnen des Hauptventils
beim Auftreten eines Schlupfes kann daher erfolgen,
ohne daß ein schlagartiger Druckaufbau im zweiten Auslaß
raum erfolgt, solange das Sperrventil durch den Ausgangs
druck des Hauptventils geschlossen ist.
Um bei einer Betätigung des Verstärkerkolbens den Ar
beitsraum des Arbeitskolbens gegen den Vorratsbehälter,
der über das Hauptventil mit dem Vorratsbehälter in
Verbindung steht, zu sperren, solange die Einströmbohrung
noch nicht vom Arbeitskolben bzw. dessen Dichtung über
fahren ist, ist zwischen dem Ausgang des Hauptventils
und der Einströmbohrung ein Rückschlagventil angeordnet,
das die Druckflüssigkeit beim Ansprechen der Anti
blockier-Regelung in umgekehrter Richtung zum zweiten
Auslaßraum hin durchläßt.
Statt eines Rückschlagventils kann die Einströmbohrung
auch in der Ruhelage des Arbeitskolbens in einen Ring
raum münden, der durch den Arbeitskolben und das Gehäuse
sowie zwei Ringdichtungen zwischen Arbeitskolben und
Gehäuse begrenzt ist.
Wenn sich der Verstärkerkolben über einen koaxialen
Bolzen am Arbeitskolben abstützt, kann dieser Bolzen
einen Pilzkopf aufweisen. Dieser Pilzkopf stellt eine
koaxiale Kraftübertragung vom Verstärkerkolben auf den
Arbeitskolben sicher, so daß der Arbeitskolben nicht
exzentrisch belastet wird und nicht verkantet. Dies
trägt zur Verringerung der Betätigungskraft bei.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste
hend anhand der Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbei
spiele näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine mit Antiblockier-Regelung arbeitende Kraft
fahrzeug-Bremsanlage mit einem erfindungsgemäßen
hydraulischen Kraftverstärker und
Fig. 2 eine als Ausschnitt dargestellte Abwandlung eines
Teils der Bremsanlage nach Fig. 1.
Nach Fig. 1 wirkt ein hydraulischer Kraftverstärker
1 auf einen Hauptzylinder 2 einer Kraftfahrzeug-Bremsan
lage mit Antiblockier-Regelung ein. Der hydraulische
Kraftverstärker 1 enthält in einer abgestuften Bohrung
3 eines axial unterteilten zweiteiligen Gehäuses 4 einen
abgestuften Verstärkerkolben 5 mit einer großen Kolben
stufe 6 und einer kleinen Kolbenstufe 7, wobei der Durch
messer der Kolbenstufe 6 größer als der der Kolbenstufe
7 ist.
Die kleine Kolbenstufe 7 begrenzt zusammen mit dem Gehäu
se 4 einen die kleine Kolbenstufe 7 umgebenden Einlaß
raum 8, der axial außerdem durch zwei Ringdichtungen
9 und 10 zwischen Gehäuse 4 und Kolbenstufe 7 axial
abgedichtet ist. In den Ringraum 8 wird aus einer Druck
flüssigkeitsquelle 11, die eine durch einen Motor 12
angetriebene Pumpe 13 mit nachgeschaltetem Rückschlag
ventil 14 und parallel dazu einen Druckspeicher 15 ent
hält, wobei die Saugseite der Pumpe 13 über ein Filter
16 mit einem Vorratsbehälter 17 verbunden ist, über
eine Zuleitung 41 und eine im Gehäuse 4 ausgebildete
Einlaßöffnung 18 Druckflüssigkeit geleitet. Die kleine
Kolbenstufe 7 enthält eine koaxiale abgestufte Bohrung
19, in der ein Betätigungskolben 20 axial verschiebbar
gelagert ist und die mit dem Einlaßraum 8 über eine
radiale Bohrung 21 in Verbindung steht. In der Bohrung
19 ist koaxial ein Zulaufventil 22 und in einer koaxialen
Bohrung 23 des Betätigungskolbens 20 ein Ablaufventil
24 ausgebildet. Beide Ventile 22 und 24 sind Sitzventile.
Das Zulaufventil 22 weist ein kugelförmiges federbela
stetes Verschlußstück 25 auf, das durch Federkraft und
die über die radiale Bohrung 21 zugeführte Druck
flüssigkeit gegen ein ringförmiges Ventilsitzstück 26
gedrückt wird. Das Ablaufventil 24 enthält ebenfalls
ein federbelastetes Ventilverschlußstück 27 mit einer
Kugel. Das Ventilverschlußstück 27 wird durch die Feder
kraft sowie die über das Zulaufventil 22 in die Bohrung
23 strömende Druckflüssigkeit gegen ein ringförmiges
Ventilsitzstück 28 gedrückt. Es ist mit einem Stößel
29 koaxial verschraubt, der in Abhängigkeit von
einer Betätigung des Betätigungskolbens 26 das Zulaufven
til 22 aufstößt.
Der Betätigungskolben 20 ist mittels zweier Ringdich
tungen 30 und 31 gegen die Bohrung 19 in der kleinen
Kolbenstufe 7 abgedichtet. Die Ringdichtungen 30, 31
sorgen gleichzeitig für eine axiale Abdichtung eines
mit der Bohrung 23 durch eine radiale Bohrung 32 in
Verbindung stehenden Ringraums 33 zwischen dem Umfang
des Betätigungskolbens 20 und der Bohrung 19. Der Ring
raum 33 ist über eine radiale Bohrung 34 im Gehäuse
4 mit einem Auslaßraum 35 verbunden, der die kleine
Kolbenstufe 7 umgibt und durch diese sowie durch das
Gehäuse 4 begrenzt ist. In Axialrichtung ist der Auslaß
raum 35 durch die Ringdichtung 10 und eine weitere Ring
dichtung 36 abgedichtet, wobei die Ringdichtung 36 ledig
lich dem geringen Ausgangsdruck ausgesetzt ist, da der
Auslaßraum 35 über eine Bohrung 37, eine Anschlußöffnung
38 und eine Rücklaufleitung 39 mit dem drucklosen Vor
ratsbehälter 17 in Verbindung steht. Die Rücklaufleitung
39 steht ferner über ein Überdruckventil 40 mit der
vom Ausgang der Druckflüssigkeitsquelle 11 zur Einlaßöff
nung 18 führenden Zuleitung 41 in Verbindung.
Der Betätigungskolben 20 ist axial durch einen Siche
rungsring 42 in der Bohrung 19 gesichert und wird durch
ein Bremspedal 43 über eine Betätigungsstange 44 betä
tigt.
Die Ringdichtung 36 wird durch einen Sicherungsring
45 axial gesichert, der durch den radialen Flansch einer
Hülse 46, die sich über eine Druckfeder 47 am Fahrge
stell des Kraftfahrzeugs abstützt, axial gesichert wird.
Die große Kolbenstufe 6 begrenzt auf Seiten der kleinen
Kolbenstufe 7 einen Druckraum 48, der über eine in der
kleinen Kolbenstufe 7 radial durchgehende Bohrung 49
und eine achsparallele Bohrung 50 mit dem Raum 51 zwi
schen den beiden Ventilen 22 und 24 in der Bohrung 19
verbunden ist. Ferner ist der Druckraum 48 über eine
radiale Bohrung 52 und eine Leitung 53 mit einem Eingang
eines elektromagnetisch betätigbaren Hauptventils 54
verbunden. Das Hauptventil 54 ist ein 3/2-Wegeventil,
das durch eine nichtdargestellte Schlupfüberwachungs
schaltung beim Auftreten eines Schlupfes der Fahrzeug
räder betätigt, d.h. aus der dargestellten Sperrstellung
auf Durchgang umgeschaltet wird.
Die Stirnfläche der großen Kolbenstufe 6 des Verstärker
kolbens 5 begrenzt einerseits einen zweiten Auslaßraum
55 in der Bohrung 3 und liegt andererseits über Zwischen
scheiben an einem ersten Arbeitskolben 56 des Hauptzylin
ders 2 an, der durch eine Ringdichtung 57 gegen die
Bohrung 3 des Gehäuses 4 abgedichtet ist. Ein Führungs
bolzen 58 ragt in koaxiale Sackbohrungen in der Stirn
seite der großen Kolbenstufe 6 des Verstärkerkolbens
5 einerseits und in der Rückseite des Arbeitskolbens
56 andererseits.
Der Arbeitskolben 56 begrenzt mit seiner Stirnseite
auf der einen Seite einen Arbeitsraum 59 in der Bohrung
3 des Gehäuses 4, der auf der anderen Seite durch die
Rückseite eines "schwimmenden" zweiten Arbeitskolbens
60 begrenzt ist. Zwischen den einanderzugekehrten Seiten
der beiden Arbeitskolben 56 und 60 ist eine Druckfeder
61 angeordnet.
Der zweite Arbeitskolben 60 hat eine Umfangsnut 62,
die zusammen mit dem Gehäuse 4 einen Ringraum 63 be
grenzt. Der Ringraum 63 steht über eine radiale Bohrung
64, eine axiale Bohrung 65 und ein Zentralventil 66
im Arbeitskolben 60 mit dem Arbeitsraum 59 in Verbin
dung. Das Verschlußstück 67 des Zentralventils 66 ist
durch eine Kopfschraube 68 mit dem Arbeitskolben 56
relativ zu diesem verschiebbar, jedoch durch den Arbeits
kolben 56 mitnehmbar, gekuppelt. Der Arbeitsraum 59
ist gegen den Ringraum 63 durch eine Dichtungsmanschette
69 abgedichtet.
Der zweite Arbeitskolben 60 begrenzt mit seiner Stirn
seite auf der einen Seite einen zweiten Arbeitsraum
70, der auf der anderen Seite durch ein Ventilsitzstück
71 eines Zentralventils 72 begrenzt ist, wobei das Ven
tilsitzstück 71 durch eine Dichtungsmanschette 73 gegen
die Bohrung 3 abgedichtet ist. Das Ventilverschlußstück
74 des Zentralventils 72 ist in dem Ventilsitzstück
71 axial verschiebbar geführt und durch eine Kopfschraube
75 mit dem zweiten Arbeitskolben 60 verbunden, wobei
auch hier die Kopfschraube 75 in dem Arbeitskolben 60
axial verschiebbar und das Ventilverschlußstück 74 durch
den Arbeitskolben 60 über die Kopfschraube 75 mitnehmbar
ist.
Der Arbeitsraum 70 ist durch die Dichtungsmanschette
73 gegen einen dritten Auslaßraum 76 und durch eine
den Arbeitskolben 60 umgebende Dichtungsmanschette 77
gegen den Ringraum 63 abgedichtet. Eine Druckfeder 78
zwischen der Stirnseite des Arbeitskolbens 60 und dem
Ventilsitzstück 71 drückt dieses und den Arbeitskolben
60 auseinander.
Der Auslaßraum 76 ist über eine Bohrung 79, eine An
schlußöffnung 80 und eine Leitung 81 mit dem Vorrats
behälter 17 verbunden.
Das Zentralventil 72 sperrt den Arbeitsraum 70 zum Aus
laßraum 76 hin ab.
Der Ringraum 63 ist ferner über eine radiale Gehäuse
bohrung 82, eine Leitung 83, das Hauptventil 54, eine
Leitung 84, eine Gehäusebohrung 85, eine Anschlußöffnung
86 und eine Leitung 87 mit dem Vorratsbehälter 17 ver
bunden.
Der Auslaßraum 55 ist über eine Gehäusebohrung 88, eine
Leitung 89, ein druckbetätigbares als 2/2-Wegeventil
ausgebildetes Sperrventil 90 und eine Leitung 91 mit
der Leitung 84 verbunden. Die Ausgangsseite des Haupt
ventils 54 ist ferner durch eine von der Leitung 83
abzweigende Leitung 92 einerseits mit dem Steuereingang
des Sperrventils 90 und andererseits über ein Rückschlag
ventil 93 sowie eine drosselnd wirkende Einströmbohrung
94 mit dem Arbeitsraum 59 verbunden. Die Einströmbohrung
94 mündet an einer Stelle in den Arbeitsraum 59, die
einen geringen Abstand von der Stirnfläche des sich
in der Ausgangslage befindenden Arbeitskolbens 56 hat.
Der Druckraum 48 ist ferner über die Leitung 53 und
ein elektromagnetisch betätigbares, normalerweise geöff
netes 2/2-Wegeventil 95 sowie eine Leitung 96 mit Hin
terradbremsen 97, 98 verbunden. Auch der Arbeitsraum
59 ist über eine Gehäusebohrung 99, eine Leitung 100,
ein elektromagnetisch betätigbares 2/2-Wegeventil 101
und eine Leitung 102 mit einer Vorderradbremse 103 ver
bunden. Desgleichen ist der Arbeitsraum 70 über eine
Gehäusebohrung 104, eine Leitung 105, ein elektromagne
tisch betätigbares 2/2-Wegeventil 106 und eine Leitung
107 mit einer weiteren Vorderradbremse 108 verbunden.
Die Wegeventile 101 und 106 sind ebenso ausgebildet
wie das Wegeventil 95 und werden wie dieses durch die
Schlupfüberwachungsschaltung beim Auftreten eines Schlup
fes betätigt.
Die Leitungen 96, 102 und 107 sind ferner jeweils über
ein elektromagnetisch betätigbares, normalerweise ge
sperrtes 2/2-Wegeventil 109, 110 und 111 mit der Rück
laufleitung 84 verbindbar und durch die Schlupfüberwa
chungsschaltung betätigbar.
Wird durch Aufbringen einer Betätigungskraft F auf das
Bremspedal 43 ein Bremsvorgang eingeleitet, dann wird
zunächst durch den Betätigungskolben 20 der Ventilsitz
28 gegen das Ventilverschlußstück 27 gedrückt und das
Ablaufventil 24 geschlossen und anschließend, nach einem
geringfügigen weiteren Weg des Kolbens 20, das Zulaufven
til 22 durch den Stößel 29 aufgestoßen, so daß die Druck
flüssigkeit aus der Druckflüssigkeitsquelle 11 über
den Einlaßraum 8 und das nunmehr geöffnete Zulaufventil
22, den Raum 51, die axiale Bohrung 50 und die radiale
Bohrung 49 in den Druckraum 48 strömt. Der sich im Druck
raum 48 aufbauende Druck bewirkt eine Verschiebung des
bis hierhin durch die Reibungskraft der Ringdichtungen
9, 10 und 36 festgehaltenen Verstärkerkolbens 5 in Betä
tigungsrichtung des Betätigungskolbens 20, bis das Zu
laufventil 22 wieder geschlossen wird, so daß sich im
Druckraum 48 ein der Bremskraft F proportionaler Druck
aufbaut, der über das 2/2-Wegeventil 95 auf die Hinter
radbremsen 97 und 98 wirkt. Durch die Linksverschiebung
des Verstärkerkolbens 5 wird die Druckflüssigkeit aus
dem Auslaßraum 55 über das geöffnete Sperrventil 90
zum Vorratsbehälter 17 ausgeschoben und der Arbeitskolben
56 gleichzeitig verschoben, so daß das Ventil 66 ge
schlossen und der Druck im Arbeitsraum 59 erhöht wird.
Bis zum Überfahren der Einströmbohrung 94 durch die
Ringdichtung 57 des Arbeitskolbens 56 verhindert das
Rückschlagventil 93 ein Ausströmen der Druckflüssigkeit
aus dem Arbeitsraum 59 über die Einströmbohrung 94.
Die Erhöhung des Drucks im Arbeitsraum 59 bewirkt nicht
nur eine Betätigung der Vorderradbremse 103 über das
geöffnete 2/2-Wegeventil 101, sondern auch eine Verschie
bung des zweiten Arbeitskolbens 60 unter gleichzeitiger
Absperrung des Ventils 72 und Erhöhung des Drucks im
Arbeitsraum 70, so daß über das geöffnete 2/2-Wegeventil
106 der gleiche Druck, wie er auf die Vorderradbremse
103 ausgeübt wird, auch auf die andere Vorderradbremse
108 ausgeübt wird. Bei Entlastung des Bremspedals 43
erfolgt eine Rückstellung der Kolben 5, 56 und 60 durch
die Druckfedern 61 und 78.
Wenn während der Betätigung des Bremspedals 43 ein unzu
lässig hoher Schlupfwert an einem oder mehreren Fahrzeug
rädern erreicht wird und ein Blockieren beispielsweise
des einen die Vorderradbremse 103 aufweisenden Vorder
rades droht, gibt die Schlupfüberwachungsschaltung Betä
tigungssignale an die 2/2-Wegeventile 101 und 110 ab,
die daraufhin ihren Schaltzustand ändern, so daß die
Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 59 des Hauptzylin
ders 2 und der Radbremse 103 unterbrochen ist und zwi
schen der Radbremse 103 über das nunmehr einen freien
Durchgang bildende Ventil 110 eine Verbindung zwischen
der Radbremse 103 und der gemeinsamen Rücklaufleitung
84 hergestellt ist. Bei einer derartigen Stellung der
Ventile 101, 110 wird folglich Druckflüssigkeit aus
der Radbremse 103 entnommen und dem Vorratsbehälter
17 zugeführt, so daß der Radzylinderdruck in der Rad
bremse 103 sinkt.
Entsprechend werden die Wegeventile 95, 109 bzw. 106,
111 betätigt, wenn die Schlupfüberwachungsschaltung
einen kritischen Schlupfwert bei den ihnen zugeordneten
Rädern feststellt.
Sobald die Schlupfüberwachungsschaltung tätig wird,
wird auch das elektromagnetische Hauptventil 54 umge
schaltet, so daß die Verbindung zwischen dem Ringraum
63 und der Rücklaufleitung 84 unterbrochen, dagegen
die Verbindung zwischen dem Druckraum 48 und der Leitung
83 durchgeschaltet wird. Der Ausgangsdruck des Haupt
ventils 54 bewirkt dann zum einen eine Sperrung des
Sperrventils 90 und zum anderen eine Beaufschlagung
des nunmehr als Rückstellraum wirkenden Auslaßraums
55 über das Rückschlagventil 93 und die Einströmbohrung
94, solange sich die Ringdichtung 57 links von der Ein
strömbohrung 94 befindet. Durch den sich im Auslaßraum
55 aufbauenden Druck wird nunmehr der Verstärkerkolben
5 zurückgestellt. Gleichzeitig erfolgt auch eine Rück
stellung der Arbeitskolben 56 und 60, bis die Ringdich
tung 57 die Einströmbohrung 94 wieder überfährt und
damit die Druckflüssigkeit in dem Auslaßraum 55 einge
sperrt und eine Verschiebung des Verstärkerkolbens 5
blockiert ist. Nach dem Verschwinden des Schlupfes steht
daher wieder sofort der volle Betätigungshub zur Verfü
gung.
Durch die Zuführung der Druckflüssigkeit aus der Quelle
11 über die kleine Kolbenstufe 7 des Verstärkerkolbens
5 unterliegen die Ringdichtungen 9 und 10 einer geringe
ren radialen Druckbeaufschlagung als bei einer Ausbil
dung des Einlaßraums am Umfang der großen Kolbenstufe,
so daß zwischen den Ringdichtungen 9 und 10 und dem
Verstärkerkolben eine geringere Reibungskraft auftritt,
die zu einer entsprechend geringeren Ansprechkraft führt.
Hierbei wird zwar ein druckfreier Nachlauf des Verstär
kerkolbens 5 über den vollen Arbeitshub benötigt, um
die Leckage der hinteren Ringdichtung 10 zum Vorratsbe
hälter 17 hin abzuführen und für den Ablauf der druckge
regelten Druckflüssigkeit zu sorgen. Die durch diesen
Nachlaufhub bedingte Verlängerung des Kraftverstärkers
um eine volle Hublänge wird jedoch durch eine Verkürzung
der Baulänge der Rückstelleinheit vermieden. Diese Ver
kürzung ergibt sich dadurch, daß der Arbeitskolben 56
bis zum Überfahren der Einströmbohrung 94 nur einen
Teilhub zurückzulegen braucht, so daß beim Auftreten
eines Schlupfes die Druckflüssigkeit in den Rückstell
raum 55 strömen und den Verstärkerkolben 5 auf die Posi
tion des Teilhubes zurückdrücken kann.
Ein weiterer Vorteil dieses Kraftverstärkers besteht
darin, daß er nunmehr nur eine druckfreie Außendichtung,
die Ringdichtung 36, aufweist, deren Leckage praktisch
vernachlässigbar ist.
Fig. 2 stellt einen abgewandelten Teil der Bremsanlage
nach Fig. 1 in Form eines Ausschnitts dar, wobei für
gleiche Teile wie in Fig. 1 die gleichen Bezugszahlen
verwendet werden. Bei dieser Abwandlung ist anstelle
des Rückschlagventils 93 nach Fig. 1 eine zweite Ring
dichtung 57 a auf dem Umfang des Arbeitskolbens 56′ vor
gesehen und so gelegt, daß die Einströmbohrung 94 in
der Ruhestellung des Arbeitskolbens 56′ in einen Ring
raum 112 zwischen den beiden Ringdichtungen 57 und 57 a
am Umfang des Arbeitskolbens 56′ mündet.
Durch den Ersatz des Rückschlagventils 93 durch die
Ringdichtung 57 a ändert sich die Wirkungsweise der Brems
anlage nicht.
Sodann ist der Führungsbolzen 58 nach Fig. 1 bei der
Ausführung nach Fig. 2 durch einen Bolzen 113 mit Pilz
kopf 114 ersetzt, der sich am Boden einer Sackbohrung
115 in der großen Kolbenstufe 6 des Verstärkerkolbens 5
abstützt und eine bessere konzentrische Übertragung
der Druckkraft des Verstärkerkolbens 5 auf den Arbeits
kolben 56′ sicherstellt.
Claims (7)
1. Hydraulischer Kraftverstärker, insbesondere für eine
Kraftfahrzeug-Bremsanlage, insbesondere mit Anti
blockier-Regelung, bei dem in einem Gehäuse ein Druck
raum zwischen einem Verstärkerkolben und einem koaxia
len Betätigungskolben angeordnet und über einen durch
einen Umfangsabschnitt des Verstärkerkolbens, das
Gehäuse und zwei Ringdichtungen begrenzten Einlaßraum,
eine mit dem Einlaßraum verbundene axiale Bohrung
und ein Zulaufventil mit einer Druckflüssigkeitsquelle
sowie über ein Ablaufventil mit einem Vorratsbehälter
verbindbar ist, wobei beide Ventile als Sitzventile
in dem Verstärkerkolben ausgebildet und in Abhängig
keit von der Lage des Betätigungskolbens betätigbar
sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkolben
(5) als zweistufiger Kolben ausgebildet ist, dessen
den kleinen Außendurchmesser aufweisende kleine Kol
benstufe (7) den Einlaßraum (8) begrenzt, daß das
Zu- und das Ablaufventil (22, 24) koaxial zu den
Kolbenachsen hintereinander angeordnet sind, und
daß der Druckraum (48) zwischen der den großen Durch
messer aufweisenden großen Kolbenstufe (6) und dem
Einlaßraum (8) liegt.
2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß auf dem Umfang der kleinen Kolbenstufe (7)
an dem von der großen Kolbenstufe (6) entfernt liegen
den Ende des Einlaßraums (8) ein mit dem Vorratsbehäl
ter (17) über einen vollen Kolbenhub in Verbindung
stehender Auslaßraum (35) angrenzt, der durch die
eine (10) der beiden Ringdichtungen (9, 10) und eine
dritte Ringdichtung (36) abgedichtet ist.
3. Kraftverstärker nach Anspruch 1 für eine Kraftfahr
zeug-Bremsanlage mit Antiblockier-Regelung, bei der
die dem Druckraum (48) abgewandte Stirnseite des
Verstärkerkolbens (5) an einem koaxialen, auf einen
Arbeitsraum (59) wirkenden Arbeitskolben (56; 56′)
eines Hauptzylinders (2) der Bremsanlage abgestützt
ist, wobei der Arbeitskolben (56; 56′) gegen das
Gehäuse (4) abgedichtet ist und zusammen mit dem
Gehäuse (4) und dieser Stirnseite des Verstärkerkol
bens (5) einen zweiten mit dem Vorratsbehälter (17)
verbundenen Auslaßraum (55) begrenzt, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Verbindungsleitung (84-91) zwi
schen dem zweiten Auslaßraum (55) und dem Vorratsbe
hälter (17) ein druckabhängig betätigbares Sperrventil
(90) liegt und daß der Druckraum (48) des Kraftver
stärkers (1) über ein schlupfabhängig betätigbares
Hauptventil (54) mit dem Steuereingang des Sperrven
tils (90) und nach Überschreitung eines Teils des
Arbeitskolbenhubs mit dem zweiten Auslaßraum (55)
verbunden ist.
4. Kraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß eine eingangsseitig mit dem Druckausgang
des Hauptventils (54) in Verbindung stehende drosseln
de Einströmbohrung (94) im Gehäuse (4) nach Überfah
ren durch den Arbeitskolben (56; 56′) bei Erreichen
des Teilhubes ausgangsseitig mit dem zweiten Auslaß
raum (55) verbunden ist.
5. Kraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Verbindung zwischen dem Steuereingang
des Sperrventils (90) und der Einströmbohrung (94)
ein Rückschlagventil (93) aufweist.
6. Kraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Einströmbohrung (94) in der Ruhelage
des Arbeitskolbens (56′) in einen Ringraum (112)
mündet, der durch den Arbeitskolben (56′) und das
Gehäuse (4) sowie zwei Ringdichtungen (57, 57 a) zwi
schen Arbeitskolben (56′) und Gehäuse (4) begrenzt
ist.
7. Kraftverstärker nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
bei dem sich der Verstärkerkolben (5) über einen
koaxialen Bolzen (113) am Arbeitskolben (56′) ab
stützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (113)
einen Pilzkopf (114) aufweist.
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