DE1505652C3 - Unterdruck-Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Unterdruck-Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem in mehrere hintereinander angeordnete Zylinder für je einen Arbeitskolben aufgeteilten Gehäuse, in dem die Arbeitskolben die Zylinder in je eine Gleichdruck- und je eine Druckwechselkammer unterteilen, und in dem ein eine Gruppe gleichartiger Kammern verbindender Kanal am Umfang wenigstens eines der Zylinder verläuft, mit einer die Arbeitskolben fest miteinander verbindenden Nabe, in der ein Durchlaß die andere Gruppe gleichartiger Kammern ständig miteinander verbindet, und mit einem zur Nabe koaxialen Steuerventil mit einem zylindrischen Stellglied, wobei die Form der Arbeitskolben im Bereich ihrer wirksamen Arbeitsfläche der Form der jeweils zugekehrten, die Druckwechselkammern abschließenden Stirnwand der Zylinder angepaßt ist.

Bei einem beispielsweise durch die FR-PS 13 72 524 bekannten Bremskraftverstärker dieser Art mit zwei hintereinander angeordneten Zylindern sind die beiden Arbeitskolben auf einer Nabe mit Hilfe einer Distanzhülse verspannt, die die Nabe mit Abstand umgibt und einen Ringraum schafft, der die beiden Gleichdruckkammern der Zylinder miteinander verbindet. Die Wechseldruckkammern sind durch einen Ringraum im Gehäuse miteinander verbunden, der durch einen Zylindertopf und einen weiteren, diesen übergreifenden, gebildet wird. Infolge des großen Durchmessers der Zylinder hat der sich über die Länge eines Kolbenhubs erstreckende Ringraum im Gehäuse ein zur Größe der Druckwechselkammern bei in Ruhestellung befindlichen Arbeitskolben verhältnismäßig großes Volumen.

Das Ansprechen des Verstärkers nimmt deshalb eine bestimmte Zeit nach Betätigen des Steuerventils in Anspruch, da der als Totraum wirkende Ringraum beim Einleiten des Bremsvorgangs ebenfalls mit Druckmittel aufgefüllt werden muß.

Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, ist bei einem durch die USA-PS 31 46 682 bekannten Bremskraftverstärker der Ringraum sehr niedrig und schmal gehalten. Diese Ausführungsform begüngstigt jedoch ein Festsitzen von eventuell mit der einströmenden Luft mitgeführten Staubteilchen. Davon abgesehen weist dieser Bremskraftverstärker einen großen Totraum in der dem Bremsbedienungshebel zugekehrten, vorderen Druckwechselkammer auf, die ein am Kolben befestigter Körper mit dem Steuerventil und mit Verbindungskanälen radial nach innen begrenzt.

Durch die USA-PS 26 42 165 ist es bei einem Vakuum-Bremskraftverstärker bekannt, die ständig dem Druck der Außenluft ausgesetzten Gleichdruckkammern miteinander durch einen Ringraum zwischen zwei Zylindertöpfen zu verbinden. Hier handelt es sich jedoch um einen durch zwei Steuerventile gesteuerten Vakuum-Einkammer-Bremskraftverstärker, der, wie alle Vakuum-Einkammer-Bremskraftverstärker, nur sehr träge anspricht. Außerdem ist er durch die Verwendung zweier Steuerventile teuer und die von ihm erzeugte Hilfskraft nicht feinfühlig abstufbar. Es kommt bei der Bauart nach dieser Entgegenhaltung noch dazu, daß dort der Querschnitt des Durchlasses in der Nabe etwa gleich dem Querschnitt der maximalen Ventilöffnung ist. Diese Maßnahme trägt dort aber nicht zu einem schnelleren Ansprechen des Bremskraftverstärkers bei. Vielmehr müßte wegen der anderen Wirkungsweise (Einkammersystem) der Querschnitt des genannten Durchlasses möglichst groß sein (Speicherwirkung), um kürzere Ansprechzeiten erreichen zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bremskraftverstärker mit mehreren hintereinander angeordneten Zylindern zu schaffen, bei dem der Totraum der Druckwechselkammern und des diese miteinander verbindenden Durchlasses klein gehalten und der aus möglichst wenigen und einfach herzustellenden, billigen Einzelteilen zusammengesetzt ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Bremskraftverstärker der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchlaß in der Nabe durch das Stellglied des Steuerventils auf einen Querschnitt begrenzt ist, der auf die maximale Ventilöffnung

abgestimmt ist, und daß der Durchlaß (Längsnuten) die beiden Druckwechselkammern unmittelbar miteinander verbindet.

Durch den sehr klein gehaltenen Totraum hat der Vakuum-Bremskraftverstärker nach der Erfindung ein sehr gutes und schnelles Ansprechvermögen, was ein feinfühliges Bremsen fördert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

In einem aus Blech gezogenen Zylindertopf 1 ist in einer Erweiterung 2 ein zweiter Zylindertopf 3 aus Blech mit radialem Spiel eingesetzt. Der Zylindertopf 1 ist mit einem Deckel 4 verschlossen, dessen zylindrisch angeformter Rand 5 durch eine Flachnaht 6 dicht mit dem Rand des Zylindertopfes 1 verschweißt ist. Am Umfang des Zylindertopfes 1 im Bereich der in die Erweiterung 2 überführenden Schulter und an dem abgesetzten Übergang des Deckels 4 in den zylindrischen Rand 5 sind mehrere Buckel 7 und 8 eingedrückt, die am Öffnungsrand und am Übergang zum Boden 54 des inneren Zylindertopfes 3 anliegen und diesen in der Erweiterung 2 des Zylindertopfes 1 derart fixieren, daß zwischen der Erweiterung 2 und dem zylindrischen Teil des Zylindertopfes 3 ein das Innere des Zylindertopfes 1 mit dem des Zylindertopfes 3 verbindender Ringraum 9 entsteht.

Das Innere der Zylindertöpfe 1 und 3 wird durch zwei Arbeitskolben 10 und 11 in je zwei Kammern unterteilt, von denen die dem Deckel 4 oder den Bremsgliedern zugekehrten Gleichdruckkammern durch einen Stutzen

12 im Deckel 4 mit einer Unterdruckquelle dauernd verbunden sind. Die beiden Arbeitskolben 10 und 11 sind mittels einer Nabe 13 aus Blech fest miteinander verbunden, die den Boden 54 des inneren Zylindertopfes 3 in einem mit einer Dichtmanschette 15 versehenen Durchbruch 14 durchdringt. Das rechte Ende der Nabe

13 greift in einen axialen Durchzug 16 des rechten Arbeitskolbens 10 und ist mit diesem durch eine Flachnaht 17 verschweißt. Das linke Ende der Nabe 13 ist bei 18 radial nach außen umgelegt und mit der dem Boden des Zylindertopfes 3 zugewandten Seite des anderen Arbeitskolbens 11 verschweißt. Mehrere radiale Sicken 19 in dem aus Blech tellerförmig gezogenen Arbeitskolben 11 im Bereich der Nabenbefestigung bilden Verbindungskanäle zwischen der Druckwechselkammer vor dem Arbeitskolben 11 und dem Innern der Nabe 13.

In der Nabe 13 ist eine Ventilhülse 20 verschiebbar gelagert, die durch einen mit einer Lippendichtung 21 abgedeckten Durchzug 22 im Boden des Zylindertopfes 1 nach außen ragt. Der in der Nabe 13 steckende Teil der Ventilhülse 20 weist auf seinem Umfang mehrere Längsnuten 23 auf, die in der Ruhestellung der Arbeitskolben 10 und 11 bis nahe an die Lippendichtung 21 reichen und den Innenraum der Nabe 13 links der Ventilhülse 20 mit der Druckwechselkammer rechts des Arbeitskolbens 10 verbinden. Der Durchlaßquerschnitt der Längsnuten 23 ist so bemessen, daß kein großer Totraum entsteht, daß aber ein schnelles Füllen der ^o Druckwechselkammern möglich ist.Er liegt deshalb in der Größenordnung des maximalen Öffnungsquerschnitts des Steuerventils. Das in der Nabe 13 steckende Ende der Ventilhülse 20 trägt einen Ventilsitz 24, gegen den ein Schließglied 25 federn gedrückt wird. An das ringförmige Schließglied 25 schließt sich ein Balg 26 an, der auf einem Ansatz 27 einer mit Durchbrochen 28 versehenen Zwischenwand 29 befestigt ist. In die Nabe 13 ragt radial innerhalb des Ventilsitzes 24 gegen das Schließglied 25 ein Durchzug 30 des Arbeitskolbens 11. Das Ende dieses Durchzugs 30 bildet den Unterdruckventilsitz 31 für das Steuerventil.

Den Durchzug 30, das Schließglied 25 und die Zwischenwand 29 durchsetzt koaxial ein Stift 32, der in der Zwischenwand 29 durch zwei Sprengringe 33 und 34 befestigt ist. Auf dem rechten kugeligen Ende des Stiftes 32 stützt sich eine Stange 35 ab, die von einer sich an einem Sprengring 37 in der Ventilhülse 20 anliegenden Feder 38 über einen Teller 39 gegen den Stift 32 gedrückt wird. Die Stange 35 ist an das Bremspedal 36 angelenkt.

Auf dem linken Ende hat der Stift 32 einen Kopf 40 mit einer Ringnut 41, in die die inneren Enden dreier radial verlaufender Hebel 42 eingreifen. Die Hebel 42 sind mit Durchbrüchen 43 im Bereich ihres radial äußeren Endes auf Bolzen 44 aufgefädelt, die etwa auf einem mittleren Durchmesser des Arbeitskolbens 11 auf dessen der Gleichdruckkammer zugekehrten Seite auf einem gemeinsamen Kreis in gleichen Abständen stumpf aufgeschweißt sind. Gegen die mit ihren Enden gegen den Arbeitskolben 11 und in der Ringnut 41 des Kopfes 40 des Stiftes 32 anliegenden Hebel 42 drückt von der Gegenseite eine Rückführfeder 48 eine Scheibe 45 mit Rippen 46 in Höhe des radial äußeren Drittels der Hebel 42. Die Scheibe 45 ist mit axialem Spiel ebenfalls auf die Bolzen 44 aufgefädelt und mit Sprengringen 47 gesichert. Sie ist mit einer Kraftübertragungsstange 49 fest verbunden, die durch einen Durchbruch 51 und eine Manschettendichtung 52 gegen den Kolben eines nicht dargestellten Hauptzylinders ragt.

Um die Druckwechselkammern möglichst klein zu halten, ist die Form der Arbeitskolben 10; 11 insbesondere im Bereich deren wirksamer Arbeitsfläche der Form der jeweils zugekehrten, die Druckwechselkammern abschließenden Böden 53 und 54 der Zylindertöpfe 1 und 3 angepaßt. Die Böden 53 und 54 sind leicht kegelig geformt. Zum mittleren Bereich hin weist der Boden 54 des Zylindertopfes 3 eine Ausbauchung 55 zur Aufnahme der Sicken 19 am Arbeitskolben 11 auf.

Der Bremskraftverstärker arbeitet wie folgt:

Bei unbelastetem Bremspedal 36, d. h. bei gelöster Bremse, nehmen die beweglichen Teile des Bremskraftverstärkers die gezeichnete Lage ein. Die vom Stutzen 12 im Deckel 4 ausgehende Leitung ist an die Saugleitung der Antriebsbrennkraftmaschine angeschlossen. Infolgedessen herrscht in der Kammer links des Arbeitskoibens 11, im Ringraum 9 und auch in der Kammer links des Arbeitskolbens 10 Unterdruck. Der gleiche Unterdruck herrscht aber auch in den Druckwechselkammern rechts der Arbeitskolben 10 und 11, weil der Unterdruckventilsitz am Arbeitskolben 11 vom Schließglied 25 entfernt und somit durch den Durchzug 30 des Arbeitskolbens 11, den Raum zwischen den Sicken 19 und die Längsnuten 23 der Ventilhülse 20 eine Verbindung zu den Druckwechselkammern rechts der Arbeitskolben 10 und 11 hergestellt ist. Die Arbeitskolben 10 und 11 sind durch die Rückführfeder 48 über die Scheibe 45 und die Hebel 42 in die rechte Endstellung gedrückt. Die Hebel 42 drücken dabei den Kopf 40 des Stiftes 32 gegen den Arbeitskolben 11, so daß die Ventilhülse 20 in der Nabe 13 eine Stellung einnimmt, in der das Schließglied 25 auf dem Ventilsitz 24, den Lufteinlaß absperrend, anliegt.

Wenn zum Bremsen der Fahrer das Bremspedal 36 niedertritt, verschiebt die Stange 35 die Ventilhülse 20 in

der Nabe 13 nach links, so daß das Schließglied 25 sich gegen den Ventilsitz 31 legt. Dabei wird die Verbindung der Gleichdruckkammern mit den Wechseldruckkammern unterbrochen. Bei weiterem Niederdrücken des Bremspedals 36 hebt der Ventilsitz 24 vom Schließglied 25 ab. Luft unter atmosphärischem Druck strömt nun durch die Ventilhülse 20 am Außenumfang des Schließgliedes 25 vorbei durch die Kanäle zwischen den Sicken 19 und die Länsnuten 23 in die zuvor dem Unterdruck ausgesetzten Druckwechselkammern rechts der beiden Arbeitskolben 10 und 11. Der Druckunterschied in den Druckwechselkammern und den Gleichdruckkammern bewirkt ein Verschieben der Arbeitskolben 10 und 11 im Arbeitssinne. Die erzeugte Kraft wird ebenso wie die vom Fahrer aufgewendete Muskelkraft über die Hebel 42, über die Scheibe 45 und die Kraftübertragungsstange 49 auf den Kolben des Hauptzylinders übertragen, wobei die Hebel 42 ein Auswiegen der Hilfskraft und der Muskelkraft bewirken. Beim Erreichen eines bestimmten, durch die Hebel 42 vorgegebenen Verhältnisses der durch den Druckunterschied zu beiden Seiten der Arbeitskolben 10 und 11 hervorgerufenen Hilfskraft zu der Muskel- oder Steuerkraft schwenken die beim Einleiten des Bremsvorgangs aus der Ruhelage bewegten Hebel 42 in eine Gleichgewichtslage ein, in der der Ventilsitz 24 wieder zur Anlage mit dem Schließglied 25 kommt. Diese Teilbremsstellung wird gelöst, wenn der Fahrer das Bremspedal 36 freigibt. Die auf der Kraftübertragungsstange 49 lastende Gegenkraft und die Kraft der Rückführfeder 48 schwenken die inneren Hebelenden gegen den Arbeitskolben 11, so daß der Stift 32 die Ventilhülse 20 und die Stange 35 nach rechts bewegt, wobei das Schließglied 25 vom Ventilsitz 31 wieder abgehoben wird. Beide Druckwechselkammern werden wieder mit den Gleichdruckkammern und der Unterdruckquelle verbunden, so daß die Rückführfeder 48 die Arbeitskolben wieder in die gezeichnete Endstellung drücken kann.

Ergänzend wird bemerkt, daß zum Fixieren des in den einen Zylindertopf eingesetzten zweiten Zylindertopfes in der Verlängerung des ersteren radiale Längsrippen eingedrückt werden können, die den eingesetzten Zylindertopf radial abstützen. Dadurch wird der vom Mantel der beiden Töpfe gebildete Ringraum in mehrere ringsegmentförmige Kanäle unterteilt, die die Gleichdruckkammern miteinander verbinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Unterdruck-Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem in mehrere hintereinander angeordnete Zylinder für je einen Arbeitskolben aufgeteilten Gehäuse, in dem die Arbeitskolben die Zylinder in je eine Gleichdruck- und je eine Druckwechselkammer unterteilen, und in dem ein eine Gruppe gleichartiger Kammern verbindender Kanal am Umfang wenigstens eines der Zylinder verläuft, mit einer die Arbeitskolben fest miteinander verbindenden Nabe, in der ein Durchlaß die andere Gruppe gleichartiger Kammern ständig miteinander verbindet, und mit einem zur Nabe koaxialen Steuerventil mit einem zylindrischen Stellglied, wobei die Form der Arbeitskolben im Bereich ihrer wirksamen Arbeitsfläche der Form der jeweils zugekehrten, die Druckwechselkammern abschließenden Stirnwand der Zylinder angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (Längsnuten 23) in der Nabe (13) durch das Stellglied (Ventilhülse 20) des Steuerventils (24, 25, 31) auf einen Querschnitt begrenzt ist, der auf die maximale Ventilöffnung abgestimmt ist, und daß der Durchlaß (Längsnuten 23) die beiden Druckwechselkammern unmittelbar miteinader verbindet.
•

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied als Ventilhülse (20) mit im Umfang verlaufenden Längsnuten (23) ausgebildet und in der Nabe (13) geführt ist, und daß in der Ventilhülse (20) das Schließglied (25) des Steuerventils" (24, 25, 31) angeordnet ist.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Stellglied in der Nabe (13) mit dem einen Ventilsitz (24) tragenden Ende bis nahe an den den Bremsgliedern zugekehrten Arbeitskolben (11) erstreckt, der einen zweiten Ventilsitz (31) trägt.

4. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (13) mit den Arbeitskolben (10; 11) verschweißt ist.

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (13) einen radial nach außen umgelegten Rand aufweist, der mit dem einen Ventilsitz (31) tragenden Arbeitskolben (11) verschweißt ist.

6. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Nabe (13) in einen Durchzug (16) eines Arbeitskolbens (10) eingesteckt und mit diesem verschweißt ist.