DE1117424B - Hilfskraftvorrichtung, insbesondere fuer Kraftfahrzeugbremsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Hilfskraftvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Arbeitszylinder, dessen bewegliche Zylinderwand zwei Ventilsitze der Ventilanordnung trägt, mit welcher die Druckdifferenz an der bewegliehen Wand gesteuert wird.

Bei derartigen Hilfskraftvorrichtungen ist es bekannt, die beiden zugehörigen Ventilkörper mit einer Koppelstange, auf die die Steuerkraft einwirkt, gelenkig zu verbinden. Diese Vorrichtungen benötigen jedoch zur Betätigung der Ventilkörper erhebliche Auslösekräfte, um die Kräfte der einzelnen Federn zu überwinden, zu denen auch diejenige gehört, die das Steuerorgan in Richtung auf die Ruhestellung drückt.

Es sind Bremsventile für Druckluftbremsen bekannt, bei denen ein Reaktionskolben vorgesehen ist, der durch das Betätigen des Bremspedals unter Vermittlung einer Feder beeinflußt wird und der seinerseits mit einem den Zutritt des Druckmittels steuernden Ventilkörper ein den Abluftaustritt beherrschendes Ventil bildet. Die Entlastung des erwähnten Ventilkörpers vom Druck des Druckmittels erfolgt dadurch, daß der Ventilkörper mit einem vom Druck des Druckmittels beaufschlagten Membrankolben verbunden ist. Ferner ist eine Hilfskraftvorrichtung bekannt, bei der eine Feder den Ventilkörper des Einlaßventils beim Betätigen der Vorrichtung in seine geschlossene Stellung drückt. Dadurch werden die erforderlichen Steuerkräfte klein gehalten.

Allen diesen Einrichtungen haftet der Nachteil an, daß in der Fertigung sehr genaue Toleranzen eingehalten werden müssen, um eine zügige und schlupflose Betätigung und eine gute Abdichtung der Ventile zu erzielen. Ein weiterer Nachteil der meisten bekannten Hilfskraftvorrichtungen liegt auch noch darin, daß sich der Ansprechpunkt nicht genau einregeln läßt, so daß die Ventilanordnung wenig feinfühlig ist und bei plötzlichen Druckänderungen am Ventilkörper ruckartig geöffnet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen und eine Ventilanordnung für die Hilfskraftvorrichtung zu schaffen, die mit kleinen Auslösekräften betätigt werden kann, und zwar unter Ausschluß irgendwelcher nicht ausgeglichener Kräfte, die sich den Steuerkräften widersetzen.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht dadurch, daß der erste der beiden Ventilkörper in an sich bekannter Weise durch eine mechanische Verbindung mit einer in entgegengesetzter Richtung von einem gleich großen Differenzdruck beaufschlagten Membran vom Hilfskraftvorrichtung,
insbesondere für Kraftfahrzeugbremsanlagen

Anmelder:

The Bendix Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. September 1954 (Nr. 454 797)

Earl Robert Price, South Bend, Ind. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Druck des auf diesen Ventilkörper einwirkenden Druckmittels entlastet ist, daß eine erste Feder den entlasteten Ventilkörper in seine eine — beispielsweise geschlossene — Endstellung drückt, daß eine zweite Feder bei nicht betätigter Hilfskraftvorrichtung den zweiten Ventilkörper in eine der Stellung des ersten Ventilkörpers entgegengesetzte — beispielsweise offene — Stellung drückt und daß eine dritte Feder den zweiten Ventilkörper beim Betätigen der Hilfskraftvorrichtung in seine entgegengesetzte — beispielsweise geschlossene — Stelhang drückt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Federn, mit welchen die beiden Ventilkörper in Schließrichtung beaufschlagt werden, derart bemessen und in solcher Weise mit einem die Koppelstange für die Ventilkörper bildenden Ventilkörperträger verbunden sind, daß ein gleichzeitiges Öffnen beider Ventile verhindert wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die eine Schließfeder als Schraubenfeder, die andere als Blattfeder ausgebildet.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Hilfskraftvorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der Fig. 1 zur besseren Offenbarung der Steuerventilanordnung und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1.

109 739/243

Die in den Zeichnungen dargestellte erfindungs- durch die der Kolben, wenn in den Zylinderkammern gemäße Hilfskraftvorrichtung 10 ist mit Hilfe von 58 und 62 gleich große Drücke herrschen, in seine nach außen gerichteten, an dem einen Ende des linke Endstellung gedrückt wird.
Druckzylindergehäuses 16 ausgebildeten Flanschen Zwischen der Hinterwand des Kolbens 32 und der 14 an der unteren Fahrzeugtrennwand 12 zwischen 5 Membran 48 ist eine Gegendruckfeder 72 eingesetzt, Fahrerraum und Motorraum befestigt. Am anderen durch die die Membran 48 mit einer Vorspannung Ende 18 des Druckzylinders 16 ist beispielsweise mit gegen die Innenseite der Vorderwand des Kolbens 32 Schrauben 20 ein Hydraulikzylinder 22 befestigt, des- gedrückt wird. Der Kolben 32 enthält in seinem Absen Austrittsöffnung 24 mit den Bremszylindern einer schnitt 46 zwei Steuerventilöfmungen 74 und 76. Die üblichen hydraulischen Bremsanlage verbunden ist. io Öffnung 74 steht in Verbindung mit einer Vakuum-Ein Strömungsmittelbehälter 26 steht mit dem kammer 78, an die der flexible Schlauch 80 ange-Hydraulikzylinder 22 über die ein Kippventil enthal- schlossen ist. Dieser flexible Schlauch 80 steht mit tende Kompensiervorrichtung 28 in Verbindung. In einer Vakuumquelle, beispielsweise dem nicht dargeder Auslaßöffnung 24 des Hydraulikzylinders 22 ist stellten Brennkraftmaschinenansaugstutzen, in Verein Rückschlagventil 30 vorgesehen, mit dem in den 15 bindung. Des weiteren steht die Öffnung 74 mit der Leitungen der Bremsanlage stets ein Restdruck auf- Kolbenkammer 52 und über den Kanal 60 mit der rechterhalten wird. Innerhalb des Druckzylinders 16 Zylinderkammer 58 in Verbindung. Die Öffnung 76 ist ein Druckkolben 32 hin- und herverschiebbar ge- verbindet die hintere Druckzylinderkammer 62 und lagert. Ein Plungerkolben 34 ist koaxial an dem KoI- die Kolbenkammer 52. Fest mit dem Kolbenabschnitt ben32 befestigt und ragt durch eine Öffnung 36 in 20 46 ist ein Hülsenteil 82 verbunden, in welchem der der Stirnwand 18 des Druckzylinders in den Hydrau- Ventilsteuerplunger 84 gleitend gelagert ist. Der Plunlikzylinder 22 hinein. Wie aus der Zeichnung ersieht- ger 84 enthält eine Aussparung 86, in welcher das lieh, wird bei einer nach rechts gerichteten Bewegung Ende 88 der Betätigungsstange 42 befestigt ist. Mit des Kolbens 32 der Hunger 34 tiefer in den Hydraulik- Hilfe eines Halteringes 90 wird die Rückwärtsbewezylinder 22 hineingedrückt und Strömungsmittel über 25 gung des Steuerplungers 84 in der Hülse 82 begrenzt, die Auslaßöffnung 24 verdrängt. Die Bewegung des Zwischen den aneinander gleitenden Teilen von Hülse Drackkolbens wird mit Hilfe eines Pedals 38 ge- 82 und Plunger 84 ist eine Dichtung 91 eingesetzt,
steuert, welches am oberen Ende der Wand 12 Der Plunger 84 weist einen Abschnitt 92 mit verschwenkbar gelagert (nicht dargestellt) und mit dem mindertem Durchmesser auf, welcher arbeitsmäßig unteren Ende bei 40 mit einer Betätigungsstange 42 30 mit einem Teil 94 der Rückwirkungsmembran vergelenkig am Kolben 32 angeschlossen ist. Durch bunden ist, so daß eine Druckdifferenz an der Mem-Niedertreten des Pedals 38 werden die Betätigungs- bran, mit der diese nach links bewegt wird, der Bestange 42 und damit der Kolben 32 nach rechts be- dienungsperson über die Betätigungsstange 42 ein Gewegt, so daß der Plunger 34 aus dem Hydraulik- fühl für die auftretenden Reaktionskräfte vermittelt, zylinder 22 Strömungsmittel verdrängt. Beim Vor- 35 Die bisher beschriebenen Teile der Hilfskraftvorrichstehenden handelt es sich um die durchaus mögliche tang sind nicht Gegenstand der Erfindung.
Muskelkraft-Betätigung, die nicht mit der normaler- Zwischen diesem Membranmittelstück 94 und der weise erwünschten Betätigung verwechselt werden benachbarten Seite der Platte 56 ist eine Ventilfeder darf, bei der mit dem Pedal 38 die Steuerventil- 95 eingesetzt, mit der die Ventilsteueranordnung in anordnung der Hilfskraftvorrichtung so betätigt wird, 40 die Ruhestellung gedrückt wird. Der Plungerabschnitt daß die letztere die Bewegung des Kolbens 32 her- 92 mit vermindertem Durchmesser weist ferner eine vorruft. Die vorstehend beschriebene Muskelkraft- Schulter- oder Stufenfläche 96 auf. Auf dem Abschnitt Betätigung kann jedoch jederzeit vorgenommen wer- 92 des Ventilsteuerplungers 84 ist ein aus Federstahl den, wenn die Kraftvorachtung versagt und keine bestehender frei verschwenkbarer Ventilkörperträger Hilfskraft zur Verfügung steht. 45 97 aufgesetzt, welcher mit zwei den Plungerabschnitt

Nachfolgend wird nun die Hilfskraftvorrichtung im 92 umgreifenden mittig angeordneten Schenkeln 99 (in einzelnen beschrieben. Der Kolben 32 besteht im der Zeichnung ist nur ein Schenkel dargestellt) an der wesentlichen aus zwei Abschnitten 44 und 46, die an Schulterfläche 96 des Plungers 84 zur Anlage kommt, ihren äußeren Umfangen so miteinander verbunden Der Mittelabschnitt des Ventilkörperträgers 97 weist sind, daß ein innerer Kolbenhohlraum entsteht. Zwi- 50 eine Mittelöffnung 98 auf, durch die sich der Plungerschen den zwei Kolbenabschnitten 44 und 46 ist eine abschnitt 92 mit entsprechendem Spiel hindurch erMembran 48 so eingespannt, daß innerhalb des KoI- streckt. Mit axialem Abstand von der Schulterfläche benhohlraumes zwei Kammern 50 und 52 veränder- 96 ist der Plungerabschnitt 92 zur verschwenkbaren liehen Volumens entstehen. Der Mittelteil der Mem- Befestigung des Ventilkörperträgers 97 mit einem in bran 48 ist zwischen zwei Platten 54 und 56 so ein- 55 zweckmäßiger Weise befestigten Widerlagerring 100 gespannt, daß ein flexibler ringförmiger Außenab- versehen. Hierdurch kann der Ventilkörperträger 97 schnitt entsteht, der relativ zum Kolben 32 bewegt auf dem Plungerabschnitt 92 frei verschwenkt werden, werden kann. Die Kammer 52 steht ständig über einen wobei diese Verschwenkbewegungen durch die Größe Kanal 60 mit einer vor dem Kolben 32 angeordneten der Mittelöffnung 98 und die Form des Widerlager-Zylinderkammer 58 in Verbindung. Die Kolbenkam- 60 ringes 100 begrenzt sind. Der Widerlagerring 100 ist mer 50 steht über einen Kanal 64 ständig mit der hin- mit Lagervorsprüngen 101 (in der Zeichnung ist ledigteren Zylinderkammer 62 in Verbindung. Die hintere lieh ein Lagervorsprung dargestellt) versehen, welche Zylinderkammer 62 steht über ein Luftfilter 66 mit mittig an der Innenseite der schwenkbaren Schenkel Außenluft in Verbindung. Am Außenumfang des KoI- 99 des Ventilkörperträgers 97 angreifen,
bens 32 ist eine Dichtung 68 vorgesehen, um die Zy- 65 An jedem Ende des Ventilkörperträgers 97 sind linderkammern 58 und 62 gegeneinander abzudichten. Tragzapfen 103 bzw. 105 vorgesehen, an denen die Zwischen der Zylinderstirnwand 18 und dem Druck- Ventilkörper 104 und 106 angelenkt sind. Der Venkolben 32 ist eine Kolbenrückholfeder 70 eingesetzt, tilkörper 104 regelt den Durchfluß durch die Ventil-

öffnung 74 und der Ventilkörper 106 durch die Öffnung 76. Die Ventilkörper 104 und 106 sind mittels Kugelzapfen 104' und 106' frei schwenkbar auf den Tragzapfen 103 bzw. 105 gelagert, um einen einwandfreien Sitz auf den Ventilsitzen der zu steuernden öffnungen 74 und 75 sicherzustellen, wie es nachfolgend noch im einzelnen beschrieben wird. Jeder Ventilkörper ist mit einem nachgiebigen Dichtungsbelag 107 versehen. Der Ventilkörper 106 arbeitet mit dem die Öffnung 76 umgebenden Ventilsitz 108 zusammen und kann die Verbindung zwischen der Zylinderkammer 62 und der Kolbenkammer 52 an der Öffnung 76 absperren. An der Rückseite der Ventilöffnung 108 ist zwischen der Hinterwand 46 des Kolbens 32 und der gegenüberliegenden Seitenwand des Ventilkörperträgers 97 eine relativ schwache, schraubenförmig gewickelte Vorspannungsfeder 109 eingesetzt, welche den Zapfen 105 umgibt und den Ventilkörper 106 auf den Ventilsitz 108 zu drücken sucht. Des weiteren ist an der Rückwand 46 des Kolbens im Verschwenkungsweg des Ventilkörperträgers 97 ein Anschlag 110 vorgesehen, an dem das untere Ende 111 des Ventilkörperträgers zur Anlage kommen kann.

Der Ventilkörper 104, welcher mit einem die Ventilöffnung 74 umgebenden Ventilsitz 112 zusammenarbeitet, steuert über die Öffnung 74 die Verbindung zwischen der Vakuumkammer 78 und der Kolbenkammer 52.

An der Innenseite der Kolbenwand 46 ist, wie sich besonders gut aus Fig. 3 ersehen läßt, mit Hilfe einer Schraube 113 eine Blattfeder 114 befestigt. Diese Blattfeder ist gegenüber der Mitte des Druckkolbens 32 und dem Plungerabschnitt 92 der Ventilsteuerung 84 gekröpft und steht mit seinem Ende 115 in ständiger Berührung mit dem Tragzapfen 103, um eine Vorspannungskraft zu erzeugen, mit der der Ventilkörper 104 auf den Sitz gedrückt wird.

Bezüglich ihrer Zusammenarbeit mit den entsprechenden Ventilkörpern 106 bzw. 104 haben die Federn 109 und 114 eine Doppelfunktion auszuüben. Zunächst einmal tritt bei einer Betätigung der Hilfskraftvorrichtung, sofern eine Kraftquelle zur Verfügung steht, eine Druckdifferenz am Druckkolben auf, die den Kolben nach rechts bewegt. Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß, da sich der Ventilsitz 112 mit dem Druckkolben bewegt und der Ventilkörper 106 auf seinen Sitz 108 gezwungen wird, die zwei Ventilkörper in eine Überlappungsstellung kommen können, in der beide Ventile geschlossen sind. Zu diesem Zeitpunkt kann sich der Ventilkörperträger 97 bezüglich seiner Lagerschenkel 99 im wesentlichen im Gleichgewicht befinden und ein Zustand auftreten, bei dem nur eine ungenügende Kraft zur Verfügung steht, irgendeinen der Ventilkörper auf den zugehörigen Ventilsitz zu zwingen. Infolge der zuvor erwähnten ausgeglichenen Stellung der zwei Ventilkörper in der Überlappungsstellung würde ohne Verwendung von Vorspannungsfedern die Möglichkeit bestehen, daß sich die Ventilkörper von ihren Ventilsitzen abheben und in unerwünschter Weise Vakuumverluste über die öffnungen 74 und 76 auftreten. Zum zweiten könnte bei Versagen der Kraftquelle, z. B. bei einem Aussetzen der Brennkraftmaschine, nachdem die Kraft der Ventilfeder 95 durch die Betätigungskraft der Bedienungsperson über die Betätigungsstange 42 überwunden wurde, der Ventilkörperträger 97 in einen frei schwimmenden Zustand kommen, in dem dann beide Ventilkörper ihre Ventilsitze freigeben. Bei einem solchen Betriebszustand würde, nachdem durch erneutes Starten der Brennkraftmaschine wieder ein Unterdruck im Saugstutzen erzeugt ist, ein unmittelbarer Undichtigkeitspfad zu der unter Atmosphärendruck stehenden Kammer 52 über die Öffnung 74, die Kammer 52 und die Öffnung 76 entstehen, so daß in den Kammern 52 und 58 kein Vakuum erzeugt wird. Somit bewirken die Vorspannungsfedern 109 und 114, daß während der Hilfskraft und der Betätigung ein einwandfreier Sitz der Ventilkörper sichergestellt und eine bleibende Ankerkraft erzeugt wird, die die Ventilkörper auf ihren Sitz zwingt.

Die Funktion der zwei Vorspannungsfedern, mit denen die vorbeschriebene, bleibende Ankerkraft in der Überlappungsstellung erzeugt wird, besteht darin, die Ventilkörper ständig mit einer Kraft zu beaufschlagen, die sie auf ihren Sitz drückt. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung der Ventilanordnung ist, wenn sich der Plunger 84 in seiner linken Endstellung befindet, die Feder 109 zusammengedrückt, nachdem der untere Abschnitt 111 des Ventilkörperträgers 97 am Anschlag 110 zur Anlage gekommen ist. Zur besseren Erläuterung der Wirkungsweise soll beispielsweise angenommen werden, daß jede der Federn 109 und 114 die entsprechenden Ventilkörper mit einer Kraft von 84 g auf ihre Sitze drückt. Wenn bei der Betätigung der Plunger 84 nach rechts bewegt wird, wird die Druckkraft der Feder 109 auf die Feder 95 übertragen und der Ventilkörper 106 in eine Stellung bewegt, in der er den Ventilsitz 108 berührt. Zu diesem Zeitpunkt übt die Feder 109 keine und die Feder 114 eine Kraft von 84 g aus. Wenn der Plunger 84 noch weiter nach rechts bewegt wird und sich der Verschwenkungspunkt des Ventilkörperträgers 97 vom Ventilkörper 104 zum Ventilkörper 106 verlagert, wird die Kraft der Feder 114 überwunden und die Feder 109 wirksam. Wenn die Kraft einer jeden der Federn 109 und 114 nur noch 42 g beträgt, kommt der Ventilkörperträger 97 im wesentlichen in einen Gleichgewichtszustand. Man kann also feststellen, daß jeder der Ventilkörper noch durch diese Kraft von 42 g der Vorspannungsfedern auf den Sitz gedrückt wird, so daß sich ein einwandfreier Ventilverschluß ergibt. Bei einer weiteren Bewegung des Plungers 84 nach rechts wandert der Lagerpunkt des Ventilkörperträgers 97 zum Ventilkörper 106, so daß dann die Feder 109 ihre gesamte Kraft von 84 g ausüben kann. Hierdurch ergeben sich bei der Verlagerung des Verschwenkungspunktes am Ventilkörperträger 97 überlappend wirkende Restkräfte, und es wird jeder der Ventilkörper durch die Kraft der Vorspannungsfedern auf den Sitz gedruckt.

Die der Ventilöffnung 74 gegenüberliegende Stirnwand der Vakuumkammer 78 enthält eine Ventilkörperausgleichskammer 116, welche auf einer Seite durch eine Platte 118, die z. B. mit Hufe von Schrauben 120 auf die Hinterwand 46 des Kolbens aufgeschraubt ist, und auf der anderen Seite durch eine beispielsweise aus Gummi bestehende Membran 122 begrenzt wird. Die Kammer 116 steht über einen Kanal 124 im hinteren Kolbenabschnitt ständig mit der Kolbenkammer 52 in Verbindung. Zwischen der Membran 122 und dem Ventilkörper 104 ist eine Verbindungsstange 126 von zuvor festgelegter Länge angeordnet, die in einer Bohrung 128 des Wandungsteiles 130 der Kammer 78 längsverschiebbar gelagert ist. Bei der dargestellten Lage ist zu beachten, daß der Ventilkörper 104 die Ventilöffnung 74 verschließt und

in der Kammer 78 ein Vakuum herrscht. Da die Kammer 52, wie bereits zuvor erwähnt, in Verbindung mit der Außenluft steht, wird der Ventilkörper 104 mit einem Differenzdruck beaufschlagt, durch den er auf seinen Sitz gezwungen wird. Diese Anpreßkraft des Ventilkörpers auf den Sitz muß bei Betätigung der Hilfskraftvorrichtung überwunden werden. Zu dem Zeitpunkt, zu dem diese Kraft überwunden wird, tritt ein plötzlicher Druckausgleich oder Druckabfall am Ventil auf. Dieser plötzliche Ausgleich der Kräfte am Ventilkörper ist aber unerwünscht, da er zu einer ruckartigen, unstetigen Arbeitsweise des Steuerventils führt. Erwünscht ist es dagegen, die erforderliche Kraft zum Öffnen des Ventils bei der Betätigung der Hilfskraftvorrichtung zu vermindern, um der Bedienungsperson eine feinfühligere Steuerung zu ermöglichen. Da die Kammer 116 über den Kanal 12,4 ständig mit der Kammer 52 in Verbindung steht, entsteht die gleiche Druckdifferenz, die am Ventilkörper 104 herrscht, auch an der Membran 122. Die durch die Druckdifferenz an der Membran 122 verursachte Kraft arbeitet jedoch der durch den Differenzdruck hervorgerufenen Kraft am Ventilkörper 104 entgegen. Durch die Zwischenverbindung zwischen der Membran 122 und dem Ventilkörper 104 mittels der Stange 126 ist es möglich, die von der Membran 122 auf die Stange 126 ausgeübte Kraft auszunutzen, um den Ventilkörper 104 in Öffnungsrichtung zu beaufschlagen. Die Stange 126 wird in fester Verbindung mit der Membran 122 und dem Ventilkörper 104 gehalten, so daß die Ausgleichskraft ordnungsgemäß übertragen wird. Der wirksame Querschnitt der Membran 122 ist kleiner als die wirksame Querschnittsfläche des Ventilkörpers 104, so daß stets ein geringes Übergewicht des Differenzdruckes am Ventilkörper 104 herrscht, mit dem dieser auf den Sitz gedrückt wird. Die Restkraft der Vorspannfeder 114 muß ebenfalls überwunden werden, jedoch ist diese relativ klein, um die zuvor erwähnten Funktionen zu ermöglichen. Ein vollständiger Kraftausgleich am Ventilkörper 104 ist nicht erwünscht, da dann der Ventilkörper nicht mehr seine Dichtfunktionen ausüben könnte.

Die Hilfskraftvorrichtung arbeitet wie folgt: Beim Niedertreten des Pedals 38 wird der Plunger 84 nach vorn bewegt. In der Bremslösestellung, die in den Zeichnungen dargestellt ist, ruht der Ventilkörper 104 unter dem Einfluß der von der Membran 122 ausgeübten Kraft in einem halbausgeglichenen Zustand auf seinen Ventilsitz 112. Die Bewegung des Plungers 84 bewirkt, daß der Ventilkörperträger 97 um sein am Ventilkörper 104 anliegendes Ende verschwenkt wird, wodurch der an seinem unteren Ende angeordnete Ventilkörper 106 in Richtung auf den Ventilsitz 108 bewegt wird. Ein Andauern der nach rechts gerichteten Bewegung des Plungers 84 bewirkt dann, daß der Ventilkörper 106 auf seinem Sitz zur Anlage kommt, worauf dann dieser Ventilkörper infolge seiner Kugelzapfenlagerung als Drehpunkt für den Ventilkörperträger 97 wirkt und der Ventilkörper 104 von seinem Sitz 112 abgehoben wird. Die zum Abheben des Ventilkörpers 104 erforderliche Kraft ist relativ klein und von der Bedienungsperson über die Betätigungsstange 42 und das Pedal 38 kaum zu verspüren, da der Ventilkörper 104 kraftmäßig nahezu ausgeglichen ist. Bei der Anlage des Ventilkörpers 106 an seinem Ventilsitz 108 wird die Verbindung zwischen der Zylinderkammer 62 und der Kolbenkammer 52 unterbrochen, und infolge der andauernden nach rechts gerichteten Bewegung des Plungers 84 und dem Abheben des Ventilkörpers 104 gelangt die Kolbenkammer 52 in Verbindung mit der Vakuumkammer 78. Da die Kolbenkammer 52 über den Kanal 60 mit der Zylinderkammer 58 in Verbindung steht, entsteht an dem Kraftkolben 32 eine Druckdifferenz, durch die eine Kraft auf den Plunger 34 ausgeübt und letztlich durch die Austrittsöffnung 24 das Strömungsmittel in das Fahrzeugbremssystem hineingedrückt wird. Da die Kolbenkammer 50 über den Kanal 64 mit der Zylinderkammer 62 in Verbindung bleibt, kann die Membrananordnung innerhalb des Druckkolbens der Betätigungskraft der Bedienungsperson entgegenwirken und eine fühlbare Anzeige über die im Bremssystem ausgeübte Kraft vermitteln.

Da der Ventilsitz 112 einen Teil der Wandung 46 des Druckkolbens darstellt, arbeitet die Ventilanordnung mit Nachlaufwirkung. Wenn der Druckkolben nach rechts bewegt wird, bewegt sich der Ventilsitz 112 gegen den Ventilkörper 104, während der Ventilkörper 106 auf seinem Sitz 108 verbleibt, so daß die Ventile sich wieder einer »überlappenden« Betriebsstellung nähern, in der beide Ventile geschlossen sind. Bei diesem Betriebszustand sorgen die beiden Vorspannungsfedern 109 und 114 dafür, daß die Ventilkörper richtig auf ihren Sitzen gehalten werden. Beim Aufhören der von der Bedienungsperson auf das Pedal38 ausgeübtenBetätigungskraft drückt die schwache Ventilrückholfeder 95 den Plunger 84 nach links und bewirkt, daß der Ventilkörper 104 wieder auf seinen Sitz 112 gedrückt wird. Nunmehr wird der Ventilkörper 104 der Verschwenkungspunkt für den Ventilkörperträger 97. Bei einer andauernden nach links gerichteten Bewegung des Plungers 84 wird auch der Ventilkörper 106 wieder von seinem Sitz 108 abgehoben, so daß der Atmosphärendruck der Kammer 62 auch der Kolbenkammer 52 vermittelt wird. Bei dieser nach links gerichteten Bewegung wird beim Anstoßen des Endabschnittes 111 des Ventilkörperträgers 97 am Anschlag 110 dieser Anlagepunkt zum Verschwenkungspunkt für den Ventilkörperträger 97, so daß bei der weiteren Bewegung des Ventilkörperträgers 97 infolge der Kraft der Ventilrückholfeder 95 der Ventilkörper 104 noch fester auf seinen Ventilsitz 112 gedrückt wird und eine einwandfreie Abdichtung zwischen der Vakuumkammer 78 und der Kolbenkammer 52 entsteht. Das Wegnehmen der Betätigungskraft vom Pedal 38 hat zur Folge, daß die Feder 70 den Druckkolben 32 in seine dargestellte linke Endstellung bewegt.

Wie bereits zuvor erwähnt, ist zwischen dem Plunger 84 und dem zylindrischen Fortsatz 82 der Druckkolbenwandung 46 eine Dichtung 91 vorgesehen. Mit Hilfe dieser Dichtung wird in der Kolbenkammer 52, wenn der Ventilkörper 104 abgehoben ist und auch immer dann, wenn die Hilfskraftvorrichtung betätigt wird und die Kolbenkammer 52 unter einem Teilvakuum steht, das Vakuum aufrechterhalten.

Es ist noch zu beachten, daß die Hilfskraftvorrichtung vorstehend als »dem Atmosphärendruck ausgesetzt« dargestellt ist, so daß die Kammer 62 zur Außenluft offengelassen werden kann; es sind jedoch um die Betätigungsstange 42 herum am hinteren Ende des Zylinders 16 nachgiebige Dichtungen und Filter vorgesehen, um den Eintritt von Fremdkörpern in die Hilfskraftvorrichtung zu verhindern.

Die in der vorstehenden Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen gewählten speziellen Be-

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Zeichnungen der einzelnen Bauelemente sind nicht eng auszulegen. Beispielsweise soll der Ausdruck »Druckzylinder« als eine Bezeichnung verstanden werden für alle Kammern oder Zylinder, in denen ein durch Druckunterschied verschiebbares Element angeordnet ist; dieses auf Druck ansprechende Element kann ein Kolben, eine Membran oder ein anderes Bauelement mit vergleichbarer Arbeitsweise sein.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Druckmittelbetätigte Hilfskraftvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsanlagen, mit einem Arbeitszylinder, dessen bewegliche Zylinderwand (z. B. ein Kolben) zwei Ventilsitze der Ventilanordnung trägt, mit welcher die Druckdifferenz an der beweglichen Wand gesteuert wird, wobei die beiden zugehörigen Ventilkörper mit einer Koppelstange, auf die die Steuerkraft einwirkt, gelenkig verbunden sind, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste (104) der beiden Ventilkörper in an sich bekannter Weise durch eine mechanische Verbindung mit einer in entgegengesetzter Richtung von einem gleich großen Differenzdruck beaufschlagten Membran (122) vom Druck des auf diesen Ventilkörper einwirkenden Druckmittels entlastet ist, daß eine erste Feder (114) den entlasteten Ventilkörper (104) in seine eine — beispielsweise geschlossene — Endstellung drückt, daß eine zweite Feder (95) bei nicht betätigter HiKskraftvorrichtung den zweiten Ventilkörper (106) in eine der Stellung des ersten Ventilkörpers (104) entgegengesetzte — beispielsweise offene — Stellung drückt und daß eine dritte Feder (109) den zweiten Ventilkörper beim Betätigen der Hilfskraftvorrichtung in seine entgegengesetzte — beispielsweise geschlossene — Stellung drückt.

2. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Entlastung des ersten Ventilkörpers (104) vorgesehene Membran (122) über eine längsverschiebbare Schubstange (126) mit dem Ventilkörper (104) verbunden ist.

3. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die dritte Feder (114 und 109), mit welchen die beiden Ventilkörper (104 und 106) in Schließrichtung beaufschlagt werden, derart bemessen und in solcher Weise mit einem die Koppelstange für die Ventilkörper (104 und 106) bildenden Ventilkörperträger (97) verbunden sind, daß ein gleichzeitiges Öffnen beider Ventile verhindert wird.

4. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Schließfedern (109 und 114), welche von der beweglichen Zylinderwand (32) getragen werden, die eine als Schraubenfeder (109) und die andere als Blattfeder (114) ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 906 301;
österreichische Patentschrift Nr. 178 823;
USA.-Patentsehriften Nr. 2 520 374, 2 685 170.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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