DE102005051321A1 - Pneumatically operated power brake unit, comprising plunger assembled of two parts - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bremskraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Verstärkergehäuse, welches durch mindestens eine, mit einem pneumatischen Differenzdruck beaufschlagbare axial bewegliche Wand in mindestens eine Unterdruckkammer und mindestens eine Arbeitskammer unterteilt ist, einem Eingangsglied umfassend einen Ventilkolben, welches mit einer Eingangskraft beaufschlagbar ist, einem Ausgangsglied zur Beaufschlagung eines Hauptzylinders mit einer Ausgangskraft, einem in einem Steuergehäuse angeordneten, durch den Ventilkolben betätigbaren Steuerventil, welches den Differenzdruck steuert und einen am Steuergehäuse ausgebildeten ersten Dichtsitz, einen am Ventilkolben ausgebildeten zweiten Dichtsitz sowie einen mit beiden Dichtsitzen zusammenwirkenden elastisch verformbaren Ventilkörper aufweist, und einem elastischen Reaktionselement, wobei Mittel vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit von einer Relativbewegung zwischen Eingangsglied und Steuergehäuse eine Änderung des Kraftübersetzungsverhältnisses des Bremskraftverstärkers ermöglichen.The The invention relates to a pneumatic brake booster, in particular for motor vehicles, with an amplifier housing, which by at least one, be acted upon by a pneumatic differential pressure axially movable wall in at least one vacuum chamber and at least one Working chamber is divided, an input member comprising a Valve piston, which is acted upon by an input force, an output member for acting on a master cylinder with an output force, arranged in a control housing through which Actuate valve piston Control valve which controls the differential pressure and one formed on the control housing first sealing seat, a valve seat formed on the second sealing seat and a cooperable with two sealing seats elastically deformable valve body and an elastic reaction element, means being provided are, which depend on from a relative movement between the input member and the control housing a change the power transmission ratio of the brake booster enable.
Derartige
Bremskraftverstärker
sind allgemein bekannt. Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Bremskraftverstärker bereitzustellen, welcher einen einfacheren, kostengünstigeren Aufbau aufweist und bei Zurücknahme der Bremsbetätigung eine konventionelle Funktion aufweist.task The invention is to provide a generic brake booster, which has a simpler, cheaper construction and when taking back the brake control one has conventional function.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Ventilkolben zweiteilig ausgebildet ist und ein erstes Ventilkolbenbauteil und ein zweites, im Kraftfluss nachgeschaltetes Ventilkolbenbauteil aufweist und dass die Mittel in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen Eingangsglied und Steuergehäuse das zweite Ventilkolbenbauteil in einer betätigten Stellung arretiert, wobei ein Lösen der Arretierung durch Zurücknahme der Eingangskraft erfolgt. Mit anderen Worten wird die Betätigungsgeschwindigkeit, mit der beispielsweise ein mit dem Eingangsglied verbundenes Bremspedal niedergetreten wird, als Kriterium zur Veränderung des Kraftübersetzungsverhältnisses herangezogen. Bei einer Normalbremsung, bei der der Fahrer des Kraftfahrzeuges das Bremspedal in seiner gewohnten Weise mit einer langsamen Betätigungsgeschwindigkeit betätigt, finden nur minimale Relativbewegungen zwischen dem Eingangsglied und dem Steuergehäuse statt, so dass das zweite Ventilkolbenbauteil nicht in der betätigten Stellung gehalten wird.The Task is solved by that the valve piston is formed in two parts and a first valve piston component and a second, in the power flow downstream valve piston component and that the means depending on the relative movement between the input member and the control housing, the second valve piston component in an actuated position locked, with a release the locking by withdrawal the input force takes place. In other words, the operating speed, with, for example, a brake pedal connected to the input member is depressed as a criterion for changing the power transmission ratio used. In a normal braking, in which the driver of the motor vehicle the brake pedal in its usual way with a slow operating speed actuated, find only minimal relative movements between the input member and the control housing instead, such that the second valve piston component is not in the actuated position is held.
In einer Paniksituation (Notbremsung) betätigt der Fahrer das Bremspedal schneller und heftiger, wobei eine große Relativbewegung zwischen Eingangsglied und Steuergehäuse erfolgt, und das zweite Ventilkolbenbauteil in der betätigten Stellung arretiert wird. Die große Relativbewegung bewirkt einen großen Öffnungshub des zweiten Dichtsitzes, welcher durch das Festhalten des zweiten Ventilkolbenbauteiles offen gehalten wird. Gleichzeitig werden von dem Reaktionselement übertragene Reaktionskräfte zu einem großen Teil ins Steuergehäuse eingeleitet. Somit ist der Fahrer teilweise von den Reaktionskräften entkoppelt und die notwendige Eingangskraft, die der Fahrer des Kraftfahrzeuges aufbringen muss, um eine Erhöhung des Druckniveaus (Ausgangskraft) zu erreichen, kann reduziert werden (Bremsassistent-Funktion). Bei der Zurücknahme der Bremsbetätigung erfolgt das Lösen der Arretierung des zweiten Ventilkolbenbauteiles durch die Zurücknahme der Eingangskraft, so dass die Bremsbetätigung nicht Vollständig zurückgenommen werden muss.In In a panic situation (emergency braking) the driver presses the brake pedal faster and more violent, with a large relative movement between input member and control housing takes place, and the second valve piston member locked in the actuated position becomes. The size Relative movement causes a large opening stroke of the second sealing seat, which held open by holding the second valve piston component becomes. At the same time transmitted from the reaction element reaction forces to a big one Part introduced into the control housing. Thus, the driver is partially decoupled from the reaction forces and the necessary input power, the driver of the motor vehicle must raise to an increase of the pressure level (output force) can be reduced (Brake Assist function). When taking back the brake operation the release takes place the locking of the second valve piston component by the withdrawal the input force, so that the brake control is not completely withdrawn must become.
Vorzugsweise wird das zweite Ventilkolbenbauteil mittels Reibschluss oder Formschluss in der betätigten Stellung arretiert.Preferably is the second valve piston component by friction or positive engagement in the pressed Locked position.
In vorteilhafter Ausführung der Erfindung weist das zweite Ventilkolbenbauteil an einer dem ersten Ventilkolbenbauteil zugewandten Seite eine zentrische axiale Ausnehmung auf, mittels welcher es auf einem axialen Fortsatz des ersten Ventilkolbenbauteiles axial geführt angeordnet ist. Dadurch kann der Ventilkolben bei einer schnellen Zurücknahme der Betätigung auseinander laufen, ohne dass die Gefahr einer Verkantung der beiden Bauteile besteht. Ferner wird hierdurch die Montage der beiden Ventilkolbenbauteile erleichtert.In advantageous embodiment The invention features the second valve piston component at one of the first Valve piston component facing side a central axial recess on, by means of which it on an axial extension of the first valve piston component axially guided is arranged. This allows the valve piston at a fast withdrawal the operation diverge without the risk of tilting the two Components exists. Furthermore, this causes the assembly of the two valve piston components facilitated.
Ein einfacher und kostengünstiger Aufbau eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dadurch erzielt, indem ein elastisches Hülsenelement in einer Ausnehmung des Steuergehäuses angeordnet ist, welches das zweite Ventilkolbenbauteil in einer unbetätigten Stellung des Bremskraftverstärkers mit einem Abstand umringt, wobei das Hülsenelement in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen Eingangsglied und Steuergehäuse das zweite Ventilkolbenbauteil durch Reaktionskräfte, welche von dem Reaktionselement auf das Hülsenelement übertragenen werden, mittels Reib- und/oder Formschluss in der betätigten Stellung arretiert. Vorteilhafterweise ist das elastische Hülsenelement aus Gummi oder Kunststoff ausgebildet, dessen Innendurchmesser sich bei Einleitung der Reaktionskräfte verringert. Dadurch ist es möglich, das zweite Ventilkolbenbauteil auf einfache Weise in der betätigten Stellung zu halten und die Reaktionskräfte zumindest teilweise ins Steuergehäuse einzuleiten.A simple and inexpensive construction of a brake booster according to the invention is achieved according to a further advantageous embodiment, by an elastic sleeve soul ment in a recess of the control housing is arranged, which surrounds the second valve piston member in an unactuated position of the brake booster with a distance, wherein the sleeve member in response to the relative movement between the input member and the control housing, the second valve piston member by reaction forces, which transmitted from the reaction element to the sleeve member be locked by means of frictional and / or positive locking in the actuated position. Advantageously, the elastic sleeve member made of rubber or plastic, the inner diameter of which is reduced upon initiation of the reaction forces. This makes it possible to hold the second valve piston component in a simple manner in the actuated position and to initiate the reaction forces at least partially into the control housing.
Zur Verstärkung des Hülsenelementes ist zwischen dem Hülsenelement und dem Reaktionselement ein ringförmiges Abstützelement vorgesehen, welches die Reaktionskräfte von dem Reaktionselement auf das Hülsenelement überträgt.to reinforcement of the sleeve element is between the sleeve element and an annular support member is provided to the reaction element, which the reaction forces transmits from the reaction element to the sleeve member.
Der Kraftschluss kann dadurch verbessert werden, dass das zweite Ventilkolbenbauteil auf einer Außenseite eine Kontur aufweist, welche einen Reib- und Formschluss mit dem Hülsenelement ermöglicht. Beispielsweise kann das das zweite Ventilkolbenbauteil auf der Außenseite eine Wellenkontur aufweisen, welche eine Arretierung mittels Reib- und Formschluss erlaubt.Of the Friction can be improved by the second valve piston component on an outside has a contour which a frictional and positive connection with the sleeve member allows. For example, this may be the second valve piston component on the outside have a wave contour, which is a detent by means of friction and positive locking allowed.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass auf einer Innenseite des Hülsenelementes wenigstens ein Ringsegment vorgesehen ist, welches eine Innenverzahnung aufweist, und auf einer Außenseite des zweiten Ventilkolbenbauteils eine entsprechende Außenverzahnung vorgesehen ist, wobei die Innenverzahnung des Ringsegmentes in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen Eingangsglied und Steuergehäuse formschlüssig in die Außenverzahnung des zweiten Ventilkolbenbauteils eingreift. Die Verzahnung kann entsprechend unterschiedlicher Anforderungen an eine Zu- und Abschaltschwelle der Bremsassistent-Funktion angepasst werden.A advantageous embodiment provides that on an inner side of the sleeve member at least one Ring segment is provided, which has an internal toothing, and on an outside the second valve piston component has a corresponding external toothing is provided, wherein the internal toothing of the ring segment in dependence from the relative movement between the input member and the control housing form fit in the external toothing engages the second valve piston component. The gearing can according to different requirements for a connection and disconnection threshold be adapted to the brake assist function.
Eine gleichmäßige Verteilung der Kraftübertragung wird dadurch erreicht, dass das Hülsenelement vier Ringsegmente aufweist, welche diametral auf der Innenseite symmetrisch verteilt angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Ringsegmente aus Metall ausgebildet und sind teilweise in den Werkstoff des Hülsenelementes beispielsweise durch Umspritzen eingebettet.A even distribution the power transmission is achieved in that the sleeve member four ring segments which is symmetrically distributed on the inside diametrically are arranged. Preferably, the ring segments are formed of metal and are partially in the material of the sleeve member, for example embedded by encapsulation.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Abstützelement auf einer dem Reaktionselement abgewandten Seite gestuft mit einer ersten axialen Ringfläche und einer zweiten axialen Ringfläche ausgebildet und das Steuergehäuse weist eine gestufte Ausnehmung mit einer ersten axialen Ringfläche, einer zweiten axialen Ringfläche sowie einer dritten axialen Ringfläche auf, wobei das Hülsenelement zwischen der ersten Ringfläche des Abstützelementes und der ersten Ringfläche des Steuergehäuses vorgesehen ist und ein Federelement zwischen der zweiten Ringfläche des Abstützelementes und der zweiten Ringfläche des Steuergehäuses angeordnet ist und wobei zwischen der zweiten Ringfläche des Abstützelementes und der dritten Ringfläche des Steuergehäuses in unbetätigter Stellung des Bremskraftverstärkers ein Abstand vorgesehen ist. Durch das Federelement wird Lösen der Bremsassistent-Funktion verbessert. In vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das zweite Ventilkolbenbauteil einen ersten und einen zweiten Außendurchmesser auf, wobei der erste Außendurchmesser kleiner als der zweite Außendurchmesser vorgesehen ist und das zweite Ventilkolbenbauteil im Bereich des zweiten Außendurchmessers in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen Eingangsglied und Steuergehäuse mittels des Hülsenelements arretiert wird. Somit kann sichergestellt werden, dass die Arretierung nicht bei einer geringen Relativbewegung zwischen Eingangsglied und Steuergehäuse erfolgt.According to one further advantageous embodiment is the support element stepped on a side facing away from the reaction element with a first axial ring surface and a second axial annular surface formed and the control housing has a stepped recess with a first axial annular surface, a second axial annular surface and a third axial annular surface, wherein the sleeve member between the first ring surface of the support element and the first ring surface of the control housing is provided and a spring element between the second annular surface of the support element and the second ring surface of the control housing is arranged and wherein between the second annular surface of the support element and the third ring surface of the control housing in unacknowledged Position of the brake booster a distance is provided. The spring element releases the brake assist function improved. In an advantageous embodiment of the invention, the second valve piston member having a first and a second outer diameter on, with the first outer diameter smaller than the second outer diameter is provided and the second valve piston component in the region of second outer diameter dependent on from the relative movement between the input member and the control housing means of the sleeve element is locked. Thus it can be ensured that the lock not with a slight relative movement between the input member and control housing he follows.
Vorzugsweise ist die erste Ringfläche des Steuergehäuses um einen geringen Winkel geneigt vorgesehen. Hierdurch entsteht bei der Verformung des Hülsenelementes eine radiale Kraftkomponente und die Verformung kann gezielt in eine radiale Richtung umgelenkt werden.Preferably is the first ring surface of the control housing provided inclined at a slight angle. This results in the deformation of the sleeve element a radial force component and the deformation can be targeted in a radial direction to be deflected.
Weist der Bremskraftverstärker ein Führungselement auf, welches zur Führung des Ausgangsgliedes und zur Abstützung einer Rückstellfeder des Bremskraftverstärkers vorgesehen ist, kann das Führungselement gleichzeitig zur Fixierung und Befestigung des Abstützelementes vorgesehen werden oder das das Abstützelement kann beispielsweise mittels einer Rastverbindung mit dem Führungselement verbunden sein. Dadurch wird verhindert, dass sich das Hülsenelement in axialer Richtung ausdehnen kann.has the brake booster a guide element on which to the leadership of the output member and for support a return spring of the brake booster is provided, the guide element at the same time for fixing and fastening of the support element be provided or the support member may, for example be connected by means of a latching connection with the guide element. This prevents the sleeve element in the axial direction can expand.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, welche Ausführungsbeispiele zeigt. Es zeigt jeweils stark schematisiert sowie im Schnitt:below the invention will be explained with reference to the drawing which shows embodiments. It shows highly schematized as well as on average:
Das
lediglich schematisch angedeutete Verstärkergehäuse
Ein
durch ein Eingangsglied
Die
Bremskraft wird über
ein im Steuergehäuse
Das
Reaktionselement
Eine
in der Zeichnung schematisch dargestellte Rückstellfeder
Um
die Arbeitskammer
Der
Ventilkörper
Im
Steuergehäuse
Wie
weiter
Ein
elastisches Hülsenelement
Zur
Verstärkung
des Hülsenelementes
Bei
einer Normalbremsung, d.h. wenn der Fahrer des Kraftfahrzeuges das
Bremspedal in seiner gewohnten Weise mit einer langsamen Betätigungsgeschwindigkeit
betätigt,
finden nur minimale Relativbewegungen zwischen dem Eingangsglied
In
einer Paniksituation (Notbremsung) betätigt der Fahrer das Bremspedal
schneller und heftiger, wobei eine große Relativbewegung zwischen Eingangsglied
Die
Zweiteilung des Ventilkolbens
Ferner
wird durch die Zweiteilung des Ventilkolbens
Der
Kraftschluss kann zusätzlich
dadurch verbessert werden, dass das zweite Ventilkolbenbauteil
Mit dem erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker kann sich die Funktionskurve des Bremskraftverstärkers auf jede Betätigungsgeschwindigkeit einstellen und verändern, wodurch eine variable Zuschaltschwelle erzielt werden kann. Weiter ist besonders von Vorteil, dass das Lösen der Arretierung nicht durch eine vollständige Zurücknahme der Bremsbetätigung erfolgt.With the brake booster according to the invention can the function curve of the brake booster on each operating speed adjust and change, whereby a variable Zuschaltschwelle can be achieved. Further is particularly advantageous that the release of the lock is not through a complete withdrawal the brake is applied.
Wie
Dabei
können
mehrere oder nur ein einziges Ringelement
Der
Abstand s zwischen der Innenseite
Die
Verzahnung der Ringsegmente
Wie
aus
Das
Hülsenelement
Die
Arretierung des zweiten Ventilkolbenbauteiles
Das
zweite Ventilkolbenbauteil
Bei
einer Normalbremsung erfolgt, wie bereits beschrieben, nur eine
geringe Relativbewegung zwischen Ventilkolben
Bei
einer Panikbremsung ist der Relativweg dagegen so groß, dass
der Bereich des zweiten Außendurchmessers
D2 in den Bereich des Hülsenelementes
Erreicht
der Bremskraftverstärker
seinen sogenannten Aussteuerpunkt, erfolgt ebenfalls die Arretierung
des zweiten Ventilkolbenbauteils
Aus
Ferner
können
die Arme
- 11
- Verstärkungsgehäusereinforcing case
- 22
- bewegliche Wandportable wall
- 33
- Arbeitskammerworking chamber
- 44
- UnterdruckkammerVacuum chamber
- 55
- Steuergehäusecontrol housing
- 66
- Reaktionselementreaction member
- 77
- Eingangsgliedinput member
- 88th
- Membrantellerdiaphragm plate
- 99
- Ventilkolbenplunger
- 1010
- Ventilkörpervalve body
- 1111
- Quergliedcross member
- 1212
- Steuerventilcontrol valve
- 1414
- Ausgangsgliedoutput member
- 1515
- Dichtsitzsealing seat
- 1616
- Dichtsitzsealing seat
- 1717
- Raumroom
- 1818
- Membranmembrane
- 1919
- Durchlasspassage
- 2121
- Führungselementguide element
- 2222
- Ventilfedervalve spring
- 2323
- Kopfflanschhead flange
- 2424
- Ringraumannulus
- 2525
- Innenseiteinside
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- RückstellfederReturn spring
- 2727
- Rückholfederreturn spring
- 2828
- Kanalchannel
- 2929
- Kanalchannel
- 3030
- Führungselementguide element
- 3131
- Scheibedisc
- 3232
- Dichtflächesealing surface
- 3333
- Versteifungsscheibestiffening plate
- 3434
- VentilkolbenbauteilValve piston component
- 3535
- VentilkolbenbauteilValve piston component
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- Ausnehmungrecess
- 3737
- Fortsatzextension
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- Hülsenelementsleeve member
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- Ausnehmungrecess
- 4040
- Abstützelementsupporting
- 4141
- Außenseiteoutside
- 4242
- Ringsegmentring segment
- 4343
- erste Ringflächefirst ring surface
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- zweite Ringflächesecond ring surface
- 4545
- erste Ringflächefirst ring surface
- 4646
- zweite Ringflächesecond ring surface
- 4747
- dritte Ringflächethird ring surface
- 4848
- Federelementspring element
- 4949
- Armpoor
- 5050
- Ausnehmungrecess
- D1D1
- Außendurchmesserouter diameter
- D2D2
- Außendurchmesserouter diameter
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