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Die Erfindung betrifft einen vakuumbetriebenen
Bremskraftverstärker mit einem in der Regel als Keil bezeichneten Querglied,
durch welches die Lage des Steuergehäuses und des Ventilkolbens
gegenüber dem Gehäuse des Verstärkers recht genau hinsichtlich
der Lösestellung eingestellt werden kann. Nachteilig bei dem
bekannten Keil ist es, daß für eine genauere Einstellung der
Steuerkolben und das Verstärkergehäuse an dem Keil anschlagen
müssen, damit die genannten Teile genau die erwünschte Lage in
der Lösestellung einnehmen. Da sowohl der Keil als auch das
Verstärkergehäuse aus einem festen Material vorzugsweise Stahl
bestehen, entstehen durch das Aufeinanderschlagen der Teile
Schlaggeräusche, die den Fahrer irritieren können. Dieser
Effekt tritt vermehrt dadurch auf, daß die Fahrzeuge immer leiser
werden, so daß die genannten Schlaggeräusche dadurch deutlicher
zu hören sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
vakuumbetriebenen Bremskraftverstärker zu schaffen, bei dem das
Anschlagen des Querglieds an das Verstärkergehäuse und an den
Ventilkolbens sowie auch an das Steuergehäuse in besonderer
Weise gedämpft erfolgt.
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Aus der US-PS 3,661,054 ist ein Bremskraftverstärker bekannt,
der mit einem im Verstärkergehäuse gehaltenen Dichtring
versehen ist.
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Der Dichtring weist eine daran angeformte Wulst auf, die in
Ruhestellung des Bremskraftverstärkers als Anschlag für einen
Verstärkerkolben dient. Die Bedämpfung eines Quergliedes ist in
dieser Schrift nicht erwähnt.
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Aus der DE-PS P 33 32 546 ist es bekannt Schlaggeräusche
zwischen Querglied und Verstärkergehäuse dadurch herabzusetzen,
daß das Querglied gegen einen Dichtring läuft.
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Die Erfindung geht daher aus von einem Bremskraftverstärker der
sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruches ergebenden
Gattung. Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruches ergebenden Merkmalskombinationen
gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, das
Querglied mit elastischen Ansätzen zu versehen, die an das Gehäuse
des Bremskraftverstärkers anschlagen beziehungsweise gegen die
das Steuergehäuse oder der Ventilkolben anschlagen. Dabei kann
wahlweise der Anschlag eines oder mehrerer der genannten Teile
gegeneinander gedämpft werden. Unter Vorsprung ist hierbei ein
elastisches Bauelement zu verstehen, welches an dem Querglied
angebracht ist und welches in der außerhalb der Lösestellung
bzw. im nicht eingebauten Zustand bestehenden Normalstellung
ein Stück über die Anschlagfläche des Quergliedes vorsteht. Das
gegen das Querglied laufende Teil legt sich dabei zuerst gegen
den Vorsprung an, der hierdurch zusammen gepreßt wird. Mit
"anlaufen" ist hier nur die relative Bewegung der Teile
zueinander gemeint.
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Hinsichtlich der Befestigung des Quergliedes bestehen eine
Reihe von Möglichkeiten. So kann der Vorsprung beispielsweise
durch das Einpressen in eine Öffnung im Querglied, durch Kleben
oder durch Vulkanisieren an dem Querglied befestigt sein. Als
vorteilhafte Möglichkeiten der Befestigung werden in
Weiterbildung der Erfindung die Merkmale nach Einspruch 2 empfohlen.
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Für die Funktionen des Quergliedes ist es wichtig, daß die
aneinander schlagenden Teile in der Lösestellung einen
definierten Abstand aufweisen.
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Diese Forderung wird am sichersten erfüllt, wenn die Teile
direkt aneinander liegen, der Abstand also Null ist. Da die
Eigenschaften elastischer Materialien stark von der jeweiligen
Temperatur abhängen, ist es zweckmäßig, wenn man sicherstellt,
daß in der Lösestellung das Metall der Teile aneinander liegt.
Um dies zu erreichen wird in Weiterbildung der Erfindung die
Merkmalskombination nach Anspruch 3 empfohlen. Dabei wird von
der Annahme ausgegangen, daß ein in seinen Abmessungen kleines
elastisches Teil insbesondere bei höherer Temperatur stärker
nachgibt, so daß der Abstand der aneinander schlagenden Teile
in Lösestellung sehr gering ist bzw. gegen Null geht, d. h. die
Teile Kontakt haben.
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Als besonders zweckmäßig hierzu hat sich die
Merkmalskombination nach Anspruch 5 herausgestellt. Im Prinzip bedeutet das, daß
dem als Anschlagelement ausgestalteten Vorsprung ein
hinreichender Raum gelassen werden muß, in welchen es leicht
ausweichen kann. Stellt man diesen Raum nicht zur Verfügung, so wird
unter der Kraft der aufeinander treffenden Teile (also
Querglied und Verstärkergehäuse beziehungsweise Steuergehäuse oder
Ventilkolben) der Widerstand des Vorsprungteils so groß, daß
der gewünschte kleine Abstand nicht erreicht werden kann.
Geeignete Ausführungsformen hierzu beschreiben die
Weiterbildungen nach Anspruch 6 und 7. Ist bei der Ausführungsformen nach
Anspruch 7 das Vorsprungteil an der Seite Fläche des
Quergliedes angegossen und steht über die Anschlagfläche des
Quergliedes über, so kann der überstehende Abschnitt des Vorsprungteils
weg klappen oder seitlich weg gebogen werden.
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Bei der Ausführungsformen nach Anspruch 6 kann sich der
Vorsprung zwar an dem Querglied gut abstützen, da der Vorsprung
senkrecht zur Anschlagfläche des Quergliedes steht. Gleichwohl
ist die Ausnehmung groß genug und stellt genug Raum zur
Verfügung, in welchen sich der Vorsprung seitlich ausbreiten kann.
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Um die Führung der sich relativ zueinander bewegenden Teile in
Richtung der Längsachse des Ventilkolbens nicht zu
verschlechtern empfiehlt sich in Weiterbildung die Merkmalskombination
nach Anspruch 8. Hierdurch wird ein Kippen der Teile
gegeneinander vermieden.
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Wie die Merkmalskombination nach Anspruch 9 beschreibt ist es
durch die vorliegende Erfindung möglich die Zustandsänderung
der Reaktionsscheibe bei Erwärmung und die daraus resultierende
Lageänderung der aneinander schlagenden Teile durch eine
entsprechende Ausgestaltung und einen geeigneten Aufbau des
Vorsprungs auszugleichen. Da die Reaktionsscheibe in einem durch
das Ausgangsglied des Verstärkers und das Steuergehäuse
gebildeten Raum eingeschlossen ist, äußert sich das Wachsen der
Reaktionsscheibe bei Erwärmung dadurch, daß die Scheibe sich in
Längsrichtung der Druckstange (14) ausdehnt und damit den THZ-
Kolben unabhängig von der vom Booster ausgeübten Kraft um einen
gewissen Betrag zum Eingang des THZ hin verschiebt. Diese
Verschiebung läßt sich durch den Effekt ausgleichen, daß bei
entsprechender Erwärmung des Gummivorsprungs am Keil dieser bei
auf ihn wirkender Kraft nachgiebiger wird und in den ihn
umgebenden freien Raum fließt. Auf diese Weise ist es möglich, daß
der Vorsprungs bei größerer Temperatur für einen geringeren
Abstand zwischen den aneinander schlagenden Teile sorgt als bei
niedrigerer Temperatur, bei der der Vorsprung einen
vergleichsweise festen Zustand besitzt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand
der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
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Fig. 1 zum besseren Verständnis die Wirkungsweise eines Keils
(Quergliedes) anhand einer bekannten Anordnung
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Fig. 2 und Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung und
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Fig. 4 bis 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch die Steuergehäusebaugruppe
eines Bremskraftverstärkers in der Lösestellung. Das Gehäuse
des Bremskraftverstärkers besteht aus zwei an einer
Verbindungsstelle miteinander lancierten Gehäuseteilen, von denen
(der besseren Übersichtlichkeit wegen) nur das
bremspedalseitige Gehäuseteil 7 dargestellt ist. Der Innenraum des Gehäuses
wird durch einen Steuerkolben 19 in eine Druckkammer 30, die
über eine Anschlußbohrung mit einer Vakuumquelle verbunden ist
(nicht näher dargestellt) und eine Arbeitskammer 20 unterteilt.
Der Verstärkerkolben 19 weist eine in der Arbeitskammer 20 am
Verstärkerkolben 19 anliegende Rollmembran 21 und ein mit dem
Verstärkerkolben 19 und der Rollmembran 21 verbundenes,
zylindrisch ausgebildetes Steuergehäuse 2 auf. Die Rollmembran 21
ist an der Verbindungsstelle 22 druckdicht eingespannt und
umgreift mit ihrem inneren Abschnitt den Innenrand 43 des
Verstärkerkolbens 19 und dichtet diesen gegenüber dem
Steuergehäuse 2 ab. Das Steuergehäuse 2 ragt mit seinem zylindrischen Hals
2' aus dem Verstärkergehäuse 7 heraus und wird mittels eines
Faltenbalgs 23 gegen Verschmutzung seiner Oberfläche geschützt.
Das Steuergehäuse 2 dichtet mit einem Gleitführungsring 24 die
Arbeitskammer 20 nach außen hin ab. Im Inneren des
Steuergehäuses 2 ist die aus Kolbenstange 14 und Ventilkolben 16
zusammengesetzte Steuerstange axial verschiebbar angeordnet, die über
einen nicht mehr dargestellten Gabelkopf mit einem Bremspedal
eines Kraftfahrzeuges verbindbar ist. Das Steuergehäuse 2,2',2"
enthält ferner eine Ventilanordnung 1, 9, 12, die von dem
Ventilkolben 16 betätigt wird und über Kanäle 28, 29 die
Druckdifferenz zwischen Unterdruckkammer 30 und Arbeitskammer 20 steuert.
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Der in der Unterdruckkammer 30 angeordnete Teil des
Steuergehäuses 2,2' weist ferner eine Stufenbohrung 31 auf, in der eine
Reaktionsscheibe 32 und eine Klemmscheibe 34 über eine
Klemmhülse 35 axial gehalten werden. Die Druckstange 33 betätigt
einen an der Stirnseite des Bodens des Verstärkergehäuses
befestigten, nicht näher dargestellten Hauptbremszylinder.
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Zum Zurückstellen des Verstärkerkolbens 19 ist eine
Rückstellfeder vorgesehen (nicht näher dargestellt), die zwischen der
Klemmhülse 35 des Verstärkerkolbens 19 und dem Böden des
Verstärkergehäuses eingespannt ist.
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In den quer angeordneten und radial nach außen zur
Arbeitskammer 20 zu offenen Schacht 40 ist ein Querglied 41 von der Seite
her eingeschoben. Das Querglied 41 hat die Aufgabe, die axiale
Verschiebung des Ventilkolbens 16 gegenüber dem Steuergehäuse
2,2',2" zu begrenzen. Außer dem trägt das Querglied 41 dafür
Sorge, daß das Steuergehäuse in der Lösestellung gegenüber dem
Verstärkergehäuse bis in eine ganz bestimmte, in der Zeichnung
näher dargestellte Stellung zurückläuft, d. h. sich soweit in
Richtung auf das Bremspedal zu bewegt, bis das Steuergehäuse 2
über das Querglied 41 an dem als Wulst 8 ausgebildeten
ortsfesten Anschlag am Gehäuseteil 7 anliegt.
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Die Zeichnung zeigt die Steuerbaugruppe des
Bremskraftverstärkers in der Lösestellung, d. h. in einer Stellung, in der die
beiden Kammern 30 und 20 über Kanäle 28 und über einen schmalen
Spalt 52 zwischen dem Tellerventil 1 und dem Ventilsitz 12 des
Steuergehäuses 2 in Verbindung stehen, gleichzeitig aber das
Einströmen von atmosphärischer Luft in die Arbeitskammer 20
verhindert ist.
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Fig. 2 zeigt ein als Keil ausgestaltetes Querglied 60, welches
im wesentlichen U-Form besitzt. An den Enden der beiden
Schenkel 61 sind Vorsprünge in Form von Noppen 62 aus Gummi
angegossen und zwar an den Seitenflächen 63. Diese Noppen verlaufen
senkrecht zur Betrachtungsebene von Fig. 2 und ragen ein Stück
über die Oberfläche 64 des Quergliedes 60 hinaus, also aus der
Betrachtungsebene nach oben und nach unten. Der sich so
ergebende Überstand bildet eine Erhebung gegenüber der Oberfläche
64 des Quergliedes 60. Entsprechende Noppen 62 sind am
Bodenstück 65 des Quergliedes 60 der Schenkel 61 angebracht. Gegen
diese Noppen 62 schlägt das Verstärkergehäuse das
Bremskraftverstärkers an.
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Zusätzliche Noppen 66 sind in den mittleren Bereich der
Schenkeln 61 angeordnet, die den gleichen Aufbau wie oben
geschildert haben. Diese zusätzlichen Noppen 66 können an den inneren
oder äußeren Saitenflächen der Schenkel 61 befestigt sein.
Diese Noppen dämpfen einen Anschlag des Ventilkolbens 67 der eine
umlaufende Nut 68 besitzt, in die das Querglied mit seinen
Schenkel 61 eingreift. Die Anschlagfläche bildet dabei die
Saitenwand 69 der Nut. Damit beim Einschieben des Quergliedes die
an der Innenfläche 70 der Schenkel befindlichen Noppen durch
den Boden 71 der Nut nicht abgeschert werden sind diese
gegenüber der aus der Zeichenebene ragenden Mittellinie des Kolbens
seitlich versetzt.
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Die beschriebene Anordnung der Noppen ist sinnvoll, wenn der
Durchmesser des Ventilkolbens kleiner als die Breite des Keils
ist.
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Ist dies nicht der Fall, so empfiehlt es sich, wie in Fig. 2
ebenfalls angedeutet, die zusätzliche Noppen 66 an der
Außenfläche 72 der Schenkel anzuordnen.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt in det Ebene C-C durch das in Fig.
2 gezeigte Querglied in Richtung der Pfeile. Bekanntlich
schlägt das Querglied auch an das Steuergehäuse an. Dieses
Steuergehäuse besteht in der Regel aus Kunststoff so daß das
Geräusch des Anschlags weniger stark ist. Im Bedarfsfall lassen
sich aber auch weitere Noppen vorsehen, die den Anschlag des
Steuergehäuses dämpfen.
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Fig. 4 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Querglied 60 bei
dem an den Enden der Schenkel 61 und am Bodenstück 65
Vorsprünge 80 vorgesehen sind. Die Vorsprungsteile 80 sind in
Ausnehmungen 81 eingesetzt, die einen größeren Durchmesser haben als
die Vorsprungsteile. Es entsteht somit ein umlaufender Raum 83,
in den das Vorsprungteil 80 unter Wirkung einer in den Fig. 4,
5, 7 von oben auf das Vorsprungteil einwirkenden Kraft seitlich
in den umlaufenden Raum weg fließen kann.
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Fig. 5 zeigt einen Schnitt in der Ebene A-A in Fig. 4, wo die
geschilderten Zusammenhänge deutlich angezeigt sind. Das
Vorsprungteil 80 kann dabei sowohl über die obere als auch die
untere Oberfläche 64 des Quergliedes ragen so daß ein gerichteter
Einbau nicht notwendig wird. Wie aus Fig. 5 ersichtlich sind
zwei gleichartige Abschnitte des Vorsprungteils über einen
Mittelabschnitt miteinander einstückig verbunden, wobei das
Vorsprungteil 80 durch ein Gießverfahren hergestellt werden kann.
Dabei ragt das Vorsprungsteil durch eine Durchgangsbohrung in
dem Keil 60.
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Es ist aber auch möglich zwei gleichartige Vorsprungteile aus
entgegen gesetzter Richtung kommend in zugeordnete Ausnehmung
81 einzusetzen und zu befestigen. Das kann durch Kleben oder
durch Haftreibung geschehen, etwa indem Ansätze an den
Vorsprungteil in die Durchgangsbohrung eingepreßt werden.
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Es können hierzu aber auch Blindbohrungen verwendet werden, um
das Material nicht unnötig zu schwächen.
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In Fig. 6 ist ein Schnitt längst der Ebene B-B in Fig. 4
skizziert und hierbei ist auf die Oberfläche des Quergliedes 60
eine elastische Schicht 84 aufgetragen, die den Anschlag des
Ventilkolbens und/oder des Steuergehäuses dämpft. Fig. 7 zeigt
noch den Überstand des Vorsprungteils 80 über die Oberfläche
des Quergliedes 60.
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Die in den Fig. 4 bis 7 dargestellte Ausführungsform läßt
sich auch kurz wie folgt angeben:
In der Bremsbetätigungseinheit gibt es derzeit zwei
Funktionskriterien, die verbesserungsbedürftig sind.
Kriterium 1: Leerweg;
Kriterium 2: Mechanisches Keilanschlaggeräusch des Boosters
beim Lösen
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Zu Kriterium 1: Der Leerweg ist u. a. abhängig von
- - Wachsen der Reaktionsscheibe in Wärme (0,2-0,6 mm, abh. von
RS-Typ)
- - Längung des Gummi-Zentralventils in Wärme und unter hohem
Druck (ca. 0,2 mm)
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Um ein Öffnen des Zentralventils unter hoher Temperatur und
unter hohem Druck sicherzustellen, müssen ca. 0,8 mm vorgehalten
werden, die sich unter Normalbedingungen (z. B. bei
Raumtemperatur) als Leerweg bemerkbar machen.
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Zu Kriterium 2: Beim Lösen des Bremsgerätes führt das
Anschlagen des Ventilkolbens auf den Keil einerseits und das
Anschlagen des Keils auf das Steuergehäuse und den Vakuumzylinder
andererseits zu mechanischen Anschlaggeräuschen.
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Die Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 7 ist folgendermaßen
aufgebaut: In einem herkömmlichen (oder ggfs. breiteren) Keil
sind Gumminoppen einvulkanisiert, die den beiden Kriterien
durch Abstimmung von Form und Härte der Noppen als
entscheidendes Kriterium entgegenwirken.
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Durch diese Merkmale werden wie oben beschriebenen Mängel
behoben.
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Zu Kriterium 1: Die Noppen im Bereich Keil/Vakuumzylinder sind
bzgl. Form und Härte so ausgebildet, dass sie sich in dem Maße,
setzen in dem die Reaktionsscheibe wächst.
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Somit kann das Wachsen der Reaktionsscheibe kompensiert werden
und braucht nicht in die Leerwegbetrachtung eingehen. Wenn die
Auslegung auch ein weiteres Setzen unter Restdruck in THZ von
ca. 0.2 mm zuläßt, kann auch die Längung des Zentralventils
unter Druck kompensiert werden und aus der Leerwegbetrachtung
herausgenommen werden.
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Eine mit dieser Maßnahme verbundene Pilzmaßschwankung beim
Einstellen am Band, kann durch Erhöhung der Maßtoleranz
kompensiert werden. Dies würde allerdings einen Bruchteil der
Leerwegreduzierung wieder zunichte machen (ca. 0,2 mm).
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Zu Kriterium 2: Noppen in Bereich Keil/Ventilkolben und
Keil/Steuergehäuse sind in Form und Härte so auszulegen, dass
sie beim erste Kontakt eine Geräuschdämpfung bewirken und es
bei vollständigen Lösen des Bremsgerätes zu Metall/Metall- bzw.
Metall/Kunststoff-Kontakt kommt. Diese Auslegung ist
zweckmäßig, um ein definiertes K-Maß im Booster beizubehalten.
Alternativ ist hier auch eine Dämpfung mittels Gummilage denkbar.