DE1655969B2 - Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mit Unterdruck arbeitenden Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse, welches durch einen Verstärkerkolben in eine erste sowie in eine zweite Kammer mit veränderlichem Volumen unterteilt ist, wobei die erste Kammer mit einer Unterdruckquelle verbunden ist und der Verstärkerkolben mit einem rohrförmigen Abschnitt mit offenem Ende versehen ist und mit diesem rohrförmigen Abschnitt durch eine öffnung des Gehäuses nach außen vorsteht, wobei eine Ventilanordnung innerhalb des rohrförmigen Abschnittes angeordnet ist und wirkungsmäßig mit einer koaxial zum Abschnitt angeordneten. Druck auf die Ventilanordnung ausübenden Betätigungsstange verbunden ist, die sich vom Inneren des Abschnittes nach außen erstreckt, wobei die innere Wandfläche des Abschnittes und die Betätigungsstange einen ringförmigen Raum begrenzen, der mit einem über dem Druck der Unterdruckqnelle liegenden Druck beaufschlagt ist, und wobei die Ventilanordnung in einer ersten Stellung einen Druckausgleich zwischen der ersten und der zweiten Kammer liefert und beim Bewegen der Betätigungsstange in eine zweite Stellung übergeführt wird, in der die Ventilanordnung eine Verbindung zwischen dem Inneren des rohrförmigen Abschnittes und der zweiten Kammer schafft und zugleich die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer sperrt, um den Unterdruck aus der zweiten Kammer zu entfernen und einen Differenz-Druck am Verstärkcrkolben zu erzeugen.

Ein derartiger mit Unterdruck arbeitender Bremskraftverstärker ist bekannt (US-PS 31 06 873). Dieser bekannte Bremskraftverstärker weist zwar einen einfachen und übersichtlichen Aufbau auf, hat jedoch den Nachteil, daß der den Bremszylinder betätigende Verstärkerkolben beim Bremsen nur mit einer Druckdifferenz beaufschlagt wird, die der Differenz zwischen Atmosphärendruck und dem Druck der Unterdruckquelle entspricht. Hierdurch ergibt sich bei vorgegebenen Abmessungen des Verstärkerkolbens eine verhältnismäßig geringe Verstärkerwirkung, die nur dadurch vergrößert werden kann, daß die Abmessungen des Verstärkerkolbens und damit auch die Gesamtabmessungen des Bremskraftverstärkers entsprechend groß gewählt werden. Schon heute weisen Bremskraftverstärker eine oftmals nicht mehr zu vertretende Gesamtgröße auf, und zwar insbesondere auch im

Hinblick auf die immer größer werdende Anzahl von im Motorraum eines Kraftfahrzeuges unterzubringenden Zusatzeinrichtungen. Schon aus Platzgründen muß daher angestrebt werden, derartige Zusatzeinrichtungen möglichst klein und kompakt auszuführen, was insbesondere auch für Bremskraftverstärker gilt

Weiterhin verlangt die Verwendung von Scheibenbremsen eine Erhöhung des Anpreßdruckes der Bremsbeläge um etwa V₃ gegenüber anderen Bremsen. Der bei Scheibenbremsen notwendige Anpreßdruck von 84 bis 91 bar kann mit dem bekannten Bremskraftverstärker nur dadurch erreicht werden, daß für diesen Verstärker ein großflächiger Verstärkerkolben verwendet wird, der die Gesamtabmessungen des Bremskraftverstärkers erhöht.

Weiterhin ist ein Bremskraftverstärker bekannt (US-PS 3216 770), bei dem der in dem Gehäuse verschiebbar angeordnete Verstärkerkolben auf der einen Seite mit Atmosphärendruck und auf der anderen Seite mit einem Druck beaufschlagbar ist. der über dem Druck der Atmosphäre liegt Abgesehen davon, daß bei diesem bekannten Bremskraftverstärker eine Unterdruckquelle nicht verwendet wird, ist der Autbau dieses bekannten Bremskraftverstärkers relativ aufwendig, was sich vor allem dadurch ergibt, daß die die Druckverteilung in den beiden, vom Verstärkerkolben getrennten Kammern steuernden Ventilmittel innerhalb einer Längsbohrung der Betätigungsstange angeordnet sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen jo Bremskraftverstärker der eingangs geschilderten Art unter Beibehaltung seiner an sich vorteilhaften Grundkonzeption dahingehend zu verbessern, daß mit ihm höhere Bremsdrücke erreicht werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Bremskraftverstär- j5 ker der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß der ringförmige Raum zwischen der Innenfläche des rohrförmigen Abschnittes und der Betätigungsstange über ein Anpassungsstück, welches zwischen dem offenen Ende des Abschnittes und der ^o Betätigungsstange vorgesehen ist und den ringförmigen Raum gegenüber der Atmosphäre abdichtet, mit einer Druckquelle verbunden ist, deren Druck über dem Druck der Atmosphäre liegt.

Die Erfindung rchafft somit dir Möglichkeit, einen Bremskraftverstärker der gattungsgemäßen Art ohne konstruktive Umgestaltung durch Verwendung eines einfach ausgebildeten Anpassungsstückes so umzurüsten, daß dieser Bremskraftverstärker zur Erzielung größerer Bremsdrücke mit Überdruck betätigt werden <-₎₀ kann. Be¹ dem erfindungrgemäßen Bremskraftverstärker können somit weitestgehend Standardteile verwendet werden, die bereits bei dem Bremskraftverstärker der gattungsmäßigen Art Anwendung finden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran- « Sprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an mehreren Ausführungsbeispielen nälier erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Bremskraftverstärker gemäß der Erfin- _bo dung im Querschnitt;

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers mit abgewandeltem Anpassungsstück im Querschnitt und

F i g. 3 in Teildarstellung einen Querschnitt durch den «,■■> hinteren Teil des Grhäuses und den beweglichen Verstärkerkolben bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem Anpassungsstück, welches an der Wand des hinteren Teils des Gehäuses befestigt ist

Der Bremskraftverstärker nach F i g. 1 besitzt ein Gehäuse, welches aus einem vorderen Teil 10 und einem hinteren Teil 12 besteht, die bei 14 durch eine Drehverriegelungsverbindung miteinander verbunden sind, wobei ein Wulst 16 einer Membran 18 zwischen den Teilen 10 und 12 des Gehäuses zu deren Abdichtung angeordnet ist Innerhalb des Gehäuses ist eine Rückstellfeder 20 angeordnet, die mit einer Wand 22 aus Kunststoff in Eingriff steht, gegen welche die Membran 18 mit einem inneren Wulst 24 innerhalb einer Ausnehmung der Wand 22 abgedichtet ruht Die Wand 22 ist mit einem vorderen Ansatz 26 und mit einem rohrförmigen Abschnitt 28 auf der Rückseite versehen. Innerhalb des vorderen Ansatzes wird eine verformbare Scheibe 30 über einer öffnung 32 gehalten, die die inneren Bohrungen des Ansatzes 26 sowie des rohrförmigen Abschnittes 28 miteinander durch den Kopf 34 einer Kraftübertragungsstange 36 verbindet die über den vorderen Teil 10 des-Gehäuses durch eine Dichtung 38 vorsteht die ihrerseits .n einer öffnung dieses vorderen Teils angeordnet ist Die Kraftübertragungsstange 36 ist wie dargestellt mit einem Hauptbremszylinder 40 verbunden, welcher seinerseits hydraulijch durch eine Leitung 42 mit den Bremszylindern 44 der Bremsen 46 eines Kraftfahrzeugs in Verbindung steht, wobei der einfacheren Darstellung wegen nur eine einzige derartige Bremse gezeigt ist

Der vordere Teil 10 des Gehäuses ist ferner mit einer radial gegenüber der Kraftübertragungsstange 36 versetzten öffnung 48 versehen, über welche eine Kappe 50 mit einem dazwischenliegenden Filtermedium 52 und einer Fassung 54 angeordnet ist, die über einen Schlauch 56 oder dgl. mit einer Motoransaugleitung 58 des Kraftfahrzeugs in Verbindung steht Die Rückstellfeder 20 drückt im nichtbetätigten Zustand des Bremskraftverstärkers die bewegliche Wand 22, die zusammen mit der Membran 18 den Verstärkerkolben bildet, nach hinten, wodurch sich erhabene Teile 60 der Membran 18 gegen den hinteren Teil 12 des Gehäuses abstützen. Der hintere Teil des Gehäuses 12 ist mit Befestigungsbolzen 62 und 64, welche an diesem Teil angeschweißt sein können, und mit einem nach innen gebogenen Ansatz 66 zum Halten einer Lagerdichtung 68 versehen, welche mit dem Abschnitt 28 zusammenwirkt und eine hin- und hergehende abgedichtete Bewegung der Wand 22 und des Abschnittes 28 erlaubt. Der Abschnitt 28 weist einen Innenraum auf und bildet eine Kammer mit stufenförmigem Verlauf, deren kleinerer Teil 70 einen Reaktionskolben 72 mit einer Reaktionsfläche 74 innerhalb der öffnung 32 führt, die die Innenräume bzw. Bohrungen des Ansatzes 26 und des Abschnittes 28 miteinander verbindet. Innerhalb des Abschnittes 28 ist unmittelbar hinter dem Teil 70 ^n der Stelle, wo sich der Durchmesser der Kammer auf den des Teiles 78 vergrößert, ein Ventilsitz 76 und unmittelbar dahinter eine Schulter 80 gebildet, um den Teil 78 der Kammer von dem im Durchmesser größten Teil 82 abzutrennen. Am offenen Ende des rohrförmigen Abschnittes 28 ist eine Nut 84 vorgesehen. Weiterhin ist ein biegsames Augenringventil mit einem Ventilflansch 86 vorgesehen, der durch einen Membranteil 88 mit einem Halteflansch 90 verbunden ist, der an der Schulter 80 des rohrförmigen Abschnittes 28 befestigt ist. Der Halteflansch 90 wird durch eine Ventilrückstellfeder 92 festgehalten., die sich gegen einen Halteflanschhalter 94 und eine Verstärkungsplatte 96 abstützt, die in einem Ende 98 einer Manschette 100 vorgesehen ist. Die

Manschette 100 ist ferner mit einem Halteflansch 102 versehen, welcher innerhalb des rohrförmigen Abschnittes 28 durch einen Sprengring 104 in der Nut 84 gehalten wird. Das Ende 98 liegt gegen einen Flanschteil 106 einer Betätigungsstange an, wobei dieser Flanschteil "' an einem hohlen Abschnitt 108 zwischen den Teilen 110 und 113 der Betätigungsstange vorgesehen ist. Der Teil 110 der Betätigungsstange enthält ein Kugelende, welches in den Reaktionskolben 72 hineinreicht und dort durch entsprechende Formgebung bzw. Anpassung '" des Reaktionskolbens an das Kugelende festgehalten wird. Zusätzlich ist eine Ventilnachfolgefeder 112 zwischen einem Flansch 114 und einem Halter 116 vorgesehen, wobei der Flansch 114 am Teil 110 der Betätigungsstange angebracht ist. Der Halter 116 stützt ι^r> sich gegen eine Verstärkungsplatte 118 ab, die im Ventilflansch 86 vorgesehen ist. Der hohle Abschnitt 108 ist mit einer Leitung 120 verbunden, welche ihrerseits mit einem Üruckiuttbehälter 122 über eine Leitung in Verbindung steht. Der Druckluftbehälter 122 ist 2» wiederum über eine Leitung an einen Luftkompressor 124, beispielsweise an ein Rauchsteuürgebläse des Kraftfahrzeugmotors angeschlossen.

Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 2 und 3 sind die Bezugszeichen für diejenigen Teile, die denen '"> nach F i g. I gleichen, mit dem Index »a« oder »b« versehen. Im wesentlichen sind die Bremskraftverstärker der Fig. 2 und 3 im Aufbau gleich mit dem Bremskraftverstärker gemäß Fig. 1. Unterschiede bestehen lediglich in der Verwendung von besonderen, >" als Anpassungsstücke dienenden becherförmigen Teilen 126 oder 152 zusammen mit besonderen Verbindungsstücken 128 und 154 für die Verbindung mit dem Druckluftbehälter. Ein weiterer Unterschied gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 besteht in der >i Ausgestaltung der Betätigungsstangen 130 und 158.

Mehr im einzelnen zu den Unterschieden zwischen den Fig. 1 und 2 ist zu bemerken, daß das als Anpassungsstück dienende becherförmige Teil 126 aus Kunststoff hergestellt ist und entsprechende Bohrungen ⁴⁽¹ zur Aufnahme der Bolzen 62a und 64a aufweist, die zur Befestigung des Bremskraftverstärkers am hinteren Teil 12a des Gehäuses vorgesehen sind. Das becherförmige Teil 126 besitzt zusätzlich einen Ansatz 132, welcher in eine Öffnung im hinteren Teil 12a des Gehäuses paßt, ⁴^ wobei eine in einer ringförmigen Nut des becherförmigen Teils 126 liegende Dichtung 134 die Verbindungsstelle zwischen dem becherförmigen Teil 126 und dem Teil 12a des Gehäuses abdichtet. Im Inneren des Ansatzes 132 ist eine eine Gleitführung bildende ^o Dichtung 136 .orgesehen, welche eine hin- und hergehende Bewegung des rohrförmigen Abschnittes 28a der beweglichen Wand 22a gestattet Das becherförmige Teil 128 weist einen becherförmigen Innenraum auf, der an einem Ende durch einen Bodenteil 138 verschlossen ist welcher einen nach innen vorspringenden Ansatz 140 aufweist Der Ansatz 140 ist mit einer Öffnung versehen, in der die Betätigungsstange 130 für eine hin- und hergehende Bewegung gelagert ist Eine zwischen einem Halter 144 und dem Ansatz 140 w gehaltene Dichtung 142 ist um die Betätigungsstange 130 herum angeordnet, um dadurch einen Raum 146 abzudichten, der durch Kanäle 148 zwischen dem becherförmigen Teil 126 und dem rohrförmigen Abschnitt 28a mit dem Verbindungsstück 128 in Verbindung steht, welches zu dem in Fig. I dargestellten Druckluftbehälter 122 führt.

Die Betätigungsstange 130 ist somit an im Abstand angeordneten Stellen durch den Ansatz 140 sowie durch die bewegliche Wand 22a in der Nähe der Öffnung 32a geführt, die die Bohrungen des vorderen Ansatzes 26a sowie des rohrförmigen Abschnittes 28a miteinander verbindet. Um zu verhindern, daß Verunreinigungen die Lebensdauer der Dichtung 142 nachteilig beeinflussen können, ist eine Gummimanschette 147 zwischen dem becherförmigen Teil 126 und einem Teil 149 angeordnet, der sich an einem mit dem Bremspedal verbundenen Abschnitt der Betätigungsstange befindet und über eine Kugelverbindung 150 mit der Betätigungsstange 130 verbunden ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird als Anpassungsstück ein gepreßtes, becherförmiges Teil 152 verwendet, an welchem das Verbindungsstück 154 befestigt ist und welches mittels Schrauben 156 am hinteren Teil 12fedes Gehäuses des Bremskraftverstärkers befestigt ist. Bei dieser Ausführungsform wird eine mehr standardmäßige Ventilausführung ohne eine Änderung bei der Ventilanordnung und der ßciätigungsstange 158 verwendet. Das becherförmige Teil 152 ist mit einer Dichtungsplatte 160 versehen, welche zwischen einer Platte 162 und einem nach innen umgebogenen Flansch 164 des becherförmigen Teils 152 radial beweglich angeordnet ist, um einer nicht axialen Bewegung der Betätigungsstange 158 folgen zu können.

Nach Beschreibung der verschiedenen Ausfiihrungsformen gemäß der Erfindung, welche alle eine grundsätzlich gleiche Arbeitsweise besitzen, soll nun diese Arbeitsweise im einzelnen beschrieben werden.

Bei einer Betätigung des Bremspedals, welches mit der aus den drei Teilen 108, 110 und 113 bestehenden Betätigungsstange verbunden ist, bewegt sich der Reaktionskolben 72 nach innen und schließt den Spalt zwischen der Reaktionsfläche 74 und der verformbaren Scheibe 30, wobei gleichzeitig ein Aufsitzen des Ventilflansches 86 auf der beweglichen Wand 22 ermöglicht wird, um den Unterdruckzustand der Kammern auf beiden Seiten des von der Wand 22 und der Membran 18 gebildeten Verstärkerkolbens gegeneinander abzuschließen. Bei einer weiteren Einwärtsbewegung des Bremspedals, welche eine weitere Einwärtsbewegung des Reaktionskolbens 72 zur Folge hat, entfernt sich der Ventilsitz an der rückwärtigen Fläche des Reaktionskolbens 72 vom Ventilflansch 86 des Ringventils. Hierdurch wird die mit einem radialen Kanal 166 versehene innere Kammer des Ventils mit dem Innteren des rohrförmigen Abschnittes 28 verbunden, um so Luft aus dem Druckluftbehälter 122 zu der Kammer an der Rückseite der Wand 22 bzw. der Membran 18 zu führen.

Da der Druck dieser Luft höher ist als der Atmosphärendruck, wird eine Druckdifferenz an der Wand 22 bzw. der Membran 18 erzeugt, wodurch die Kraftübertragungsstange 36 vorwärtsbewegt wird und auf den Hauptbremszylinder 40 einen Druck ausübt um einen hydraulischen Druck in den Bremszylindern 44 zu erzeugen und dadurch die Bremsen 46 zu betätigen. Alles weitere ist klar, so daß eine weitere Erklärung hierzu nicht notwendig ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Mit Unterdruck arbeitender Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse, welches durch einen Verstärkerkolben in eine erste sowie in s eine zweite Kammer mit veränderlichem Volumen unterteilt ist, wobei die erste Kammer mit einer Unterdruckquelle verbunden ist und der Verstärkerkolben mit einem rohrförmigen Abschnitt mit offenem Ende versehen ist und mit diesem ι ο rohrförmigen Abschnitt durch eine öffnung des Gehäuses nach außen vorsteht, wobei eine Ventilanordnung innerhalb des rohrförmigen Abschnittes angeordnet ist und wirkungsmäßig mit einer koaxial zum Abschnitt angeordneten, Druck auf die Ventilanordnung ausübenden Betätigungsstange verbunden ist, die sich vom Inneren des Abschnittes nach außen erstreckt, wobei die innere Wandfläche des Abschnittes und die Betätigungsstange einen ringförmigen Raum begrenzen, der mit einem über dem Druck der Unterdruckquelle liegenden Druck beaufschlagt ist, und wobei die Ventilanordnung in einer ersten Stellung einen Druckausgleich zwischen der ersten und der zweiten Kammer liefert und beim Bewegen der Betätigungsstange in eine zweite Stellung übergeführt wird, iii der die Ventilanordnung eine Verbindung zwischen dem Inneren des rohrförmigen Abschnittes und der zweiten Kammer schafft und zugleich die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer sperrt, um den Unterdruck aus der zweiten Kammer zu entfernen und einen Differenz-Druck cn Verstärkerkolben zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Raum zwischen der Innenfläche des rohrförmigen Abschnittes (28; 28a; 2Sb) und der Betätigungsstange (110,108,113; 130; 158) über ein Anpassungsstück (100, 108; 126; 1S2), welches zwischen dem offenen Ende des Abschnittes und der Betätigungsstange vorgesehen ist und den ringförmigen Raum gegenüber der Atmosphäre abdichtet, mit einer Druckquelle verbunden ist, deren Druck über dem Druck der Atmosphäre liegt

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassungsstück aus einer biegsamen, in dem offenen Ende des rohrförmigen Abschnitts (28) sowie an der Außenfläche der Betätigungsstange (110,108,113) befestigten Manschette (100) und einem hohlen Abschnitt (108) der Betätigungsstange (110, 108, 113) besteht, welcher die Druckquelle mit dem Inneren des rohrförmigen Abschnitts (28) verbindet.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Manschette (100) durch eine Ventilrückstellfeder (92) in Dichtungseingriff mit einem Flanschteil (106) der « Betätigungsstange (110,108,113) gehalten wird.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassungsstück aus einem becherförmigen Teil (126; 152) besteht, der an dem Gehäuse befestigt und mit der Druckquelle f>o verbunden ist, daß der becherförmige Teil (126; 152) den rohrförmigen Abschnitt (28a; 2Sb) umgibt und sich über diesen hinauserstreckt und daß der becherförmige Teil (126; 152) abgedichtet durch eine Öffnung in diesem becherförmigen Teil (126; 152) i>5 die die Ventilanordnung betätigende Betätigungsstange (130; 158) aufnimmt.

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die öffnung in einem starren Bodenteil (138, 140) des becherförmigen Teils (126) befindet, um die Betätigungsstange (130) bei ihrer hin- und hergehenden Bewegung zu führen.

6. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der becherförmige Teil an dem Gehäuse um eine öffnung herum angeordnet ist, durch welche der rohrförmige Abschnitt (28a; 28/>Jsich hindurcherstreckt, und daß Mittel (Dichtungen 134 und 136) zur Abdichtung dieser öffnung vorgesehen sind.

7. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung in dem becherförmigen Teil (152) mit einer Dichtungsplatte (160) versehen ist, weiche radial beweglich ist, um sich einer nicht axialen Bewegung der die Ventilanordnung betätigenden Betätigungsstange (158) anzupassen.