DE2208755C2

DE2208755C2 - Membranbefestigung bei Bremskraftverstärkern

Info

Publication number: DE2208755C2
Application number: DE19722208755
Authority: DE
Inventors: Walter William Leamington Spa Warwickshire Bailey
Original assignee: Automotive Products PLC
Current assignee: Automotive Products PLC
Priority date: 1971-02-24
Filing date: 1972-02-24
Publication date: 1983-03-03
Also published as: AU457923B2; AU3925972A; DE2208762A1; GB1363241A; AU458006B2; AU3925872A; DE2208755A1; GB1486609A; DE2208728A1; AU3926072A; AU463270B2

Description

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Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeugbremsen, bestellend aus einem aus zwei Halbschalen geformten Gehäuse, zwischen denen der Außenrand einer federbelasteten Ringmembran eingespannt ist, die das Gehäuse in zwei Kammern unterteilt, aus einem koaxial in dem Gehäuse angeordneten, allgemein rohrförmigen Teil mit einer Schubübertragungseinrichtung, die auf einer Seite der Ringmembran mit einer mit einem fahrerbetätigten Bremspedal gekoppelten Schubstange und auf der anderen Seite der Ringmembran mit dem Kolben eines Hauptbremszylinders in Wirkverbindung steht, und mit durch die Scbubübertragungseinrichtung gesteuerten Ventilmitteln zur Steuerung des an der Ringmembran anliegenden Differenzdrucks, und aus einer Membranbefestigung an dem rohrförmigen Teil, bei der ein verdickter Innenrand der Ringmembran in eine Ringnut in der Atißenwandung des rohrförmigen Teils eingesetzt ist,

Bei einem bekannten Bremskraftverstärker (DE-OS 05 410) wird die Membran beim Zusammenbau auf (las rohrförmige Teil so weit aufgeschoben, daß die wulstartige Verdickung in die entsprechend ausgebildete Ringnut »einschnappt«. Die Ringnut und die V rflickung sind dabei so ausgebildet, daß die Dichtwirkung hauptsächlich durch Verspannung der Membran in I'mfanpsrichtung zustandekommt. Das

60 kann zu einer unzulässig hohen Beanspruchung der Membran führen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Bremskraftverstärker der vorgenannten Art mit einer Membranbefestigung auszubilden, bei der zu hohe Beanspruchungen der Membran in Umfangsrichtung vermieden werden und die Abdichtung in stärkerem Maße durch Einwirkung von axialem Druck auf die Verdickung am Innenrand der Membran erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verdickung am Innenrand der Ringmembran im Querschnitt keilförmig mit zwei radial einwärts konvergierenden Ringflächen ausgebildet ist und die Ringnut entsprechend radial einwärts konvergierende Ringflächen besitzt, zwischen denen die Verdickung zusammengedrückt ist, und daß zwischen dem inneren Umfang der Verdickung und dem Boden der Ringnut ein Ringraum besteht

Die keilförmige Ausbildung der Verdickung an der Membran und der Ringnut bewirkt, daß die Verdickung in der Ringnut in ähnlicher Weise angeordnet ist wie ein Keilriemen an einer Keilriemenscheibe. Die Dichtwirkung wird dabei nicht durch die Anlage des Umfangsrandes der Verdickung am Boden der Ringnut erzielt, sondern im wesentlichen dadurch, daß die Verdickung zwischen den Seitenwänden der Ringnut zusammengedrückt ist Unzulässig hohe Beanspruchungen der Membran in Umfangsrichtung werden so vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische, teilweise aufgeschnittene Ansicht eines Bremskraftverstärkers mit einer Membranbefestigung nach der Erfindung bei einer Zweikreis-Flüssigkeitsbremse,

F i g. 2 eine abgebrochene Schnittansicht eines Teils des Bremskraftverstärkers nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 3 den Schnitt längs der Linie III-III in F ig. 2.

In F i g. 1 ist ein vom Fahrer betätigbares Bremspedal 10 in geeigneter Weise mit einer Lasche 11 an einem Ende einer Schubstange 12 verbunden. Die Schubstange 12 ist mit einem Kolben 13 eines Zweikreis-Hauptbremszylinders 14 über einen Bremskraftverstärker 15 verbunden. Der Zylinderraum zwischen den beiden Kolben des Hauptbremszylinders 14 steht über eine Bremsleitung 17 mit hydraulischen Bremszylindern 16 an jedem der vier Räder eines Fahrzeugs in Verbindung. Der Zylinderraum zwischen der geschlossenen Stirnwandung des Hauptbremszylinders 14 und dem benachbarten der beiden Druckzylinderkolben ist mit hydraulischen Bremszylindern 18 an jedem der vier Räder über eine zweite Bremsleitung 19 verbunden. Der Hauptbremszylinder 14 kann aber auch mit den beiden Bremsleitungen irgendeiner anderen Zweikreis-Bremse verbunden sein.

Der Bremskraftverstärker 15 enthält ein hohles zylindrisches Gehäuse 20, welches aus zwei ringförmigen Halbschalen 21 und 22 aus Blechpreßteilen gebildet ist, die an ihrer Verbindungsstelle in der zylindrischen Seitenwandung 23 durch einen Sicherungsring 24 gehalten werden.

Da-·· Innere des Gehäuses 20 ist durch eine Ringmembran 27 aus flexiblem Material in zwei Kammern 25 und 26 unterteilt. Der äußere Umfang 28 der Ringmembran 27 wird druckdicht zwischen den beiden ringförmigen Halbschalen 21 und 22 an deren

Verbindungsstelle gehalten.

Der radial innere Teil 29 der ringförmigen Halbschale 22 bildet eine axiale Ausnehmung, in welche ein Ende eines Zylinderkörpers 30 des Hauptbremszylinders 14 hineinragt. Der Hauptbremszylinder 14 und das Gehäuse 20 liegen koaxial zueinander.

Die F i g. 2 und 3 zeigen, daß sich der radial innere Teil 31 der ringförmigen Halbschale 21 axial von der Ringmembran 27 weg erstreckt und in einem schalenförmigen Blechpreßteil 32 sitzt

Die Schubstange 12, die koaxial zu dem Gehäuse 20 liegt, ragt in das Gehäuse 20 durch einen Durchbruch 33 an der Stirnfläche des Blechpreßteils 32. Ein ringförmiges Filter 34 sitzt in dem Durchbruch 33 und umgibt die Schubstange 12 dicht. Das Ende 35 der Schubstange 12 innerhalb des Gehäuses 20 ist kugelig und wird in einer axialen Sacklochbohrung 36 in einer Schubübertragungseinrichtung mit einem Kolben 37 gehalten. Der Kolben 37 ist in dem Bohrungsteil 38 von kleinstem Durchmesser einer Stufenbohrung in. einem allgemein rohrförmigen Teil 39 geführt Das rohrförmige Teil 39 ist innerhalb eines ringförmigen Lagergliedes 40 gehaltert, so daß es koaxial innerhalb des Gehäuses 20 angeordnet und axial innerhalb des Gehäuses 20 beweglich ist Das ringförmige Lagerglied 40 wird von dem radial inneren Teil 31 der Halbschale 21 gehalten.

Von Ventilmitteln ist ein ringförmiger Ventilkörper 41 gleitend in einem Bohrungsteil 42 von größerem Durchmesser des mit einer Stufenbohrung versehenen rohrförmigen Teils 39 gelagert Eine konische Druckfeder 43 wirkt zwischen dem ringförmigen Ventilkörper 41 und einer ringförmigen Schulter 44 auf der Schubstange 12 und drückt den ringförmigen Ventilkörper zu dem kugeligen Ende hin. Das die öffnung der Sacklochbohrung 36 umgebende Ende des Kolbens 37 bildet einen ringförmigen Ventilsitz 45, und wie in den Abbildungen gezeigt ist, wird der ringförmige Ventilkörper 41 durch die Wirkung der konischen Feder 43 abdichtend in Anlage an dem ringförmigen Ventilsitz 45 gehalten. Um den Kolben 37 herum wird durch einen Bohrungsteil von mittlerem Durchmesser, der zwischen dem Bohrungsteil 38 von kleinstem Durchmesser und dem Bohrungsteil 42 von größerem Durchmesser liegt, ein Ringraum 46 gebildet.

Ein ringförmiger Ventilsitz 47 wirH durch die Schulter zwischen dem Bohrungsteil 42 von größerem Durchmesser und dem Ringraum 46 gebildet Ein axialer Kanal 48 (siehe Fig.3) mündet in der Schulter zwischen dem Ringraum 46 und dem Bohrungsteil mit dem mittleren Durchmesser in einem Punkt radial außerhalb des so ringförmigen Ventilsitzes 47. Somit steht, wie in F i g. 3 dargestellt ist, der axiale Kanal 48 in Verbindung mit dem Ringraum 46. Diese Verbindung wird gesperrt, wenn der ringförmige Ventilkörper 41 durch die konische Feder 43 in Anlage an dem ringförmigen Ventilsitz 47 gehalten wird. Ein radialer Kanal 49 verläuft durch das rohrförmige Teil 39 und stellt eine Verbindung zwischen dem Ringraum 46 und der Kammer 26 her.

Der radial innere Umfang der Ringmembran 27 wird druckdicht in einer Ringnut 51 aufgenommen, die in der Außenwandung des rohrförmigen Teils 39 gebildet ist. Der radial innere Rand der Ringmembran 27 wird von einer Verdickung 50 mit radial einwärts konvergierenden Flächen 52 und 53 gebildet, die an entsprechend konvergierenden Flächen der Ringnut 51 anliegen. Die Abmessungen der Verdickung 50 sind so gewählt, daß vor dem Zusammenbau der Ringmcmbran 27 und der, rohrförmigen Teils 39 der Abstand zwischen zwei Punkten auf jeder der radial einwärts konvergierenden Flächen 52 und 53 der Verdickung 50 größer ist als der Abstand zwischen entsprechenden Punkten an den konvergierenden Flächen der Ringnut 51, und so, daß der radial innerste Durchmesser der Ringmembran 27 größer ist als der Durchmesser des Grundes der Ringnut 51, aber geringer als der Durchmesser der radial äußeren Wandung des rohrförmigen Teils 39, in welcher die Ringnut 51 gebildet ist. Somit liegt jede der radial einwärts konvergierenden Flächen 52 und 53 der Verdickung 50 dicht an der entsprechenden konvergierenden Fläche der Ringnut 51 an. Es entstehen somit zwei axial gegeneinander versetzte ringförmige Dichtflächen zwischen der Ringmembran 27 und dem rohrförmigen Teil 39.

Eine schalenförmige, ringförmige ätützscheibe 54 aus einem Blechpreßteil, welches innerhalb der Kammer 25 angeordnet ist wird mit seiner Grundfläche durch den Teil 55 des rohrförmigen Teils 3^C mit dem größten Außendurchrnesser in Anlage an der R'ngniembran 27 gehalten. Der innere Rand 56 der Stützscheibe 54 wird zwischen der Ringmembran 27 und dem Teil 55 eingeschlossen.

Das !Znde des Teils 55 ist schalenförmig. Das Ende des Kolbens 37 ragt aus dem Bohrungsteil 38 mit dem kleinsten Durchmesser heraus über die Endfläche 57 des Teils 55. Eine Ringnut 58 von quadratischem Querschnitt in dem Kolben 37 fluchtet axial mit zwei diametral einander gegenüberliegenden radialen Schlitzen 59, die in der Endfläche 57 gebildet sind. In jedem der Schlitze 59 ist ein Hebel 60 angeordnet Das radial innere Ende jedes Hebels 60 liegt innerhalb der Ringnut 58. Die Abmessungen der Ringnut 58 sind größer als die Abmessungen der darin angeordneten Hebelenden, und zwar um einen Betrag, der ausreicht, eine axiale Bewegung der radial äußeren Enden der Hebel 60 relativ zu dem Kolben 37 zu ermöglichen. Das die Stützscheibe 54 bildende schalenförmige, ringförmige Preßteil hat zwei Warzen 61, die in jeweils einen der Scl.iitze 59 vorspringen und als Schwenkstütze für das radial äußere Ende des jeweiligen Hebels 60 dienen.

F i g. 3 zeigt, daß der axiale Kanal 48 in einen Schlitz 59 mündet.

Innerhalb der Hauptausnehmung des Teils 55 des rohrförmigen Teils 39 ist eine tellerförmige Druckplatte 62 angeordnet Diese enthält einen ringförmigen Radialflansch 63, eine zylindrische Seitenwandung 64, einen ringförmigen Rand 65 an der Verbindung des Flansches 63 und der Seitenwandung 64, eine Grundplatte 66 an dem dem Rand 65 abgewandten Ende der Seitenwandung 64 und einen runden Mittelteil 67, welcl-ir in der dem Rand 65 abgewandten Oberfläche der Grundplatte 66 eine zentrale Vertiefung 68 bildet. Zwischen dem radiaien Flansch 63 und der zylindrischen Seitenwandung des Teils 55 ist Spiel vorhanden. In der Grundplatte 66 sind Löcher 69 vorgesehen.

Koaxial zu dem rohrförmigen Teil 39 und der tellerförmigen Druckplatte 62 ist eine Wendelfeder 70 um das vorspringende Ende des Kolbens 37 herum angeordnet. Die Feder 70 wirkt so. daß sie dir tellerförmige Druckplatte 62 von der Enofläche 57 des rohrförmigen Teils 39 wegdrückt und sich daran abstütz'

Axial zu dem rohrförmigen Teil 39 ist ein ovaler King 71 angeordnet, der mit seinen dem größeren Durchmesser entsprechenden Teilen innerhalb von Ausnehmungen 72 in der Seitenwandung des Teiles 55 (siehe F i g. 3)

hegt. Die Feder 70 bewirkt, da^ der radiale Flansch 63 an den Teilen des Ringes 71 mit dem kleineren Durchmesser (siehe F i g. 2) anliegt, so ciaß ein geringer freier Raum /.wischen der Endfläche 57 und dem Rand 65 besteht. Der Rand 65 bildet den Teil der , tellerförmigen Druckplatte 62. der der Endfläche 57 am nächsten ist.

F.in .Schubzapfen 73 sitzt in der zentralen Vertiefung 68 und ragt durch den zentralen Durchbruch der llalbscliale 22 hindurch. Der .Schubzapfen 73 hat einen m Teil 74 von vermindertem Durchmesser, der in einer Sacklochbohrung 75 in dem Kolben 13 des Hauptbremszylinders 14 sitzt.

Eine Wendelfeder 76 liegt an der Halbschale 22 an und wirkt gleichachsig mit dem Gehäuse 20 auf eine |- Schulter 77 an der Außenfläche der Seitenwandung des Teils 55 des rohrförmigen Teils 39 und drückt die beweglichen Teile des Bremskraftverstärkers von der Halbschale 22 weg. Eine konische Feder 78 wirkt zwischen einer ringförmigen Schulter 79 in dem 2" Riihrungsteil 42 von größerem Durchmesser des rohrförmigen Teils 39 und einem Flansch 80 an der Schubstange 12. so daß die Schubstange 12 von der Druckplatte 62 weggedrückt wird.

Im Betrieb des oben beschriebenen Bremskraftver- ^ stärkers wird bei laufender Kraftmaschine des Fahrzeugs Luft aus der Kammer 25 und der Kammer 26 abgezogen. Die Kammer 26 steht mit der Kammer 25 über den radialen Kanal 49. den Ringraum 46. den axialen Kanal 48 und die Löcher 69 in Verbindung, jn Somit ist der Druck auf beiden Seiten der Ringmembran 27 ausgeblichen und die beweglichen Teile des Bremskraftverstärkers werden durch die Feder 76 in der dargestellten Lage gehalten.

Wenn das Pedal 10 vom Fahrer niedergedrückt wird, j-, um die Fahrzeugbremsen zu betätigen, wird die Schubstange 12 nach links in der Abbildung bewegt. Anfänglich ist der Widerstand gegen Bewegung des Hauptbremszylinderkolbens 13. der durch die Rückstellfedern der Bremsvorrichtungen hervorgerufen wird, -in welche über die Flüssigkeit in dem Zweikreis-Bremssystem wirken, geringer als die Belastung der Wendelfeder 70. Die Feder 78 wird zusammengedrückt, und der Koben 37 gleitet innerhalb des Bohrungsteils 38 mit dem kleinsten Durchmesser relativ zu dem rohrförmigen Teil '5 39. Der ringförmige Ventilkörper 41 folgt dem Kolben 37 durch die Wirkung der konischen Feder 43, bis er an dem ringförmigen Ventilsitz 47 zur Anlage kommt.

Daraufhin wird die konische Feder 43 zusammengedrückt, und der Kolben 37 bewegt sich von dem ringförmigen Vnntilkörpcr 41 weg, so daß Luft unter Atmosphärendruck in den Ringraum 46 eintreten kann. Die Luft unter Atmosphärendruck strömt aus Hern Ringraum 46 durch den radialen Kanal 49 in die Kammer 26.

Es wird so eine Druckdifferenz an der Ringmembran 27 zwischen den Kammern 25 und 26 erzeugt, und der sich ergebende Schub bewirkt, daß die Membrananordnung gegen die Wirkung der Wendelfeder 76 zu der Halbschale 22 hin _t drückt wird. Der Schub wird durch die Ringmembran 27 auf das rohrförmige Teil 39 übertragen, so daß dieses axial relativ zu dem ringförmigen Lagerglicd 40 bewegt wird. Anfänglich wird der Schub durch das rohrförmige Teil 39 über die Wendelfeder 70 und die Druckplatte 62 auf den Schubzapfen 73 übertragen. Die Vorspannung der Wendelfeder 70 ist so gewählt, daß sie zusammenfällt, wenn der Druck der Flüssigkeit in dem Hauptbremszylinder 14 gleich dem Widerstand gegen Bewegungen des llauptbremszylinderkolbens ist. der durch die Bremsrückstellfedern erzeugt wird. Ein Zusammendrükken der Wendelfeder 70 führt zu einer Anlage der Hebel 60 an dem ringförmigen Rand 65 der tellerförmigen Druckplatte 62.

Wenn einmal die Hebel 60 an dem Rand 65 zur Anlage gekommen sind, bewirkt die Anlage der radial inneren Teile der Hebel 60 an dem Kolben 37 und dem rohrförmigen Teil 39. daß eine Bewegung des Kolbens 37 und des rohrförmigen Teils 39 durch die Hebel 60 auf die tellerförmige Druckplatte 62 übertragen wird. Man erkennt, daß der durch die Hebel 60 mit einem Schwenkpunkt um die Warzen 61 auf die Druckplatte 62 übertragene Schub größer ist als der Schub, der den Hebeln 60 durch Bewegung des Kolbens 37 und des rohrförmigen Teils 39 erteilt wird.

Man erkennt, daß beim Zusammendrücken des Bremskraftverstärkers die Ringmembran 27 so montiert wird, daß sie von der Ringnut 51 des rohrförmigen Teils 39 aufgenommen wird, indem ihr radial innerer Umfang über die zylindrische äußere Oberfläche des rohrförmigen Teils 39 gezwängt wird, bis die Verdickung 50 der Ringmembran 27 in die Ringnut 51 einschnappt. Die Scherkräfte, die auf die Ringmembran 27 an der zylindrischen Außenfläche des rohrförmigen Teils 39 wirken, werden an dem Teil der Verdickung 50 wirksam, der den dicksten Teil der Ringmembran 27 bildet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeugbremsen, bestehend aus einem aus zwei Halbschalen geformten Gehäuse, zwischen denen der Außenrand einer federbelasteten Ringmembran eingespannt ist, die das Gehäuse in zwei Kammern unterteilt, aus einem koaxial in dem Gehäuse angeordneten, allgemein rohrförmigen Teil mit einer Schubübertragungseinrichtung, die auf einer Seite der Ringmembran mit einer mit einem fahrerbetätigten Bremspedal gekoppelten Schubstange und auf der anderen Seite der Ringmembran mit dem Kolben eines Hauptbremszylinders in Wirkverbindung steht, und mit durch die Schubübertragungseinrichtung gesteuerten Ventilmitteln zur Steuerung des an der Ringmembran anliegenden Differenzdrucks, und aus einer Membranbefestigung an dem rohrförmigen Teil, bei der eine Verdickung am Innenrand der Ringmembr-in in eine Ringnut in der Außenwandung des rohrförmigen Teils eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung (50) der Ringmembran (27) im Querschnitt keilförmig mit zwei radial einwärts konvergierenden Ringflächen (52 und 53) ausgebildet ist und die Ringnut (51) entsprechend radial einwärts ϊ-.onvergierende Ringflächen besitzt, zwischen denen die Verdickung (50) zusammengedrückt ist, und daß zwischen dem inneren Umfang der Verdickung (50) und dem Boden der Ringnut (51) ein Ringraum besteht.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch I, dadurcn gekennzeichnet, daß -lie Verdickung (50) unsymmetrisch mit e^;ner glatt durchgehenden Fläche an einer Seite der Hingmembran (27) ausgebildet ist, an welcher Seite eine Stützscheibe (54) für die Ringmembran (27) angeordnet ist, deren innerer Rand (56) an dem rohrförmigen Teil (39) angebracht ist.