DE19523020A1

DE19523020A1 - Bremskraftverstärker

Info

Publication number: DE19523020A1
Application number: DE19523020A
Authority: DE
Inventors: Juergen Schonlau
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1995-05-03
Filing date: 1995-06-24
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2015-06-25
Also published as: DE19523020B4; DE19523022A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker für Kraft fahrzeuge mit einem Verstärkergehäuse, dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer unterteilt ist, sowie mit einem die bewegliche Wand tragenden Steuergehäuse, in dem ein Steuerventil ange ordnet ist, das eine auf die bewegliche Wand einwirkende pneumatische Druckdifferenz steuert und sowohl durch eine Betätigungsstange mittels eines Ventilkolbens als auch unabhängig von der Betätigungsstange durch einen mit dem Ventilkolben fest verbundenen Elektromagneten betätigbar ist und aus drei konzentrisch zueinander angeordneten Dichtsitzen sowie einem mit den Dichtsitzen zusammenwirkenden Ventilkörper besteht, wobei der erste Dichtsitz im Steuergehäuse und der zweite Dichtsitz am Ventilkolben ausgebildet sind, während der dritte Dichtsitz an einer mit dem Elektromagneten zusammenwirkenden Hülse ausgebildet ist.

Ein derartiger Bremskraftverstärker ist z. B. aus der internationalen Patentanmeldung WO 94/11226 bekannt. Der die im Steuergehäuse geführte Hülse betätigende Elektromagnet ist bei dem vorbekannten Bremskraftverstärker in einem im Steuergehäuse abgedichtet geführten Gehäuse angeordnet, das eine pneumatische Wirkfläche aufweist, die bei der Betätigung der Wirkung des in der Arbeitskammer herrschenden Druckes ausgesetzt ist. So entsteht eine in der Betätigungsrichtung wirkende Kraftkomponente, die versucht, den am Steuergehäuse ausgebildeten Dichtsitz (Unterdruckdichtsitz) zu schließen. Diese Kraftkomponente muß insbesondere während des Rücklaufs der beweglichen Wand überwunden werden, um den Unterdruck dichtsitz zu öffnen, so daß die den zweiten (Atmosphären-) Dichtsitz bzw. den Ventilkolben entgegen der Betätigungs richtung vorspannende Feder (Kolbenstangenrückholfeder) entsprechend auszulegen ist. Diese Maßnahme hat jedoch eine Erhöhung der Ansprechkraft zur Folge.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, die eine Reduzierung der Ansprechkraft bzw. eine Erhöhung der Sicherheit insbesondere beim Abschalten der Fremdbetätigung des Bremskraftverstärkers ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mitte vorgesehen sind, die ein Beaufschlagen des Ventilkolbens bzw. eines mit ihm verbundenen Teiles (Gehäuse des Elektromagneten) auf seiner den Dichtsitzen abgewandten Seite mit dem in der Arbeitskammer herrschenden pneumatischen Druck ermöglichen.

Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens sieht eine vor teilhafte Weiterbildung der Erfindung mit einer die Ausgangs kraft des Bremskraftverstärkers übertragenden Druckstange, die unter Zwischenschaltung einer gummielastischen Reaktions scheibe sich sowohl am Steuergehäuse als auch am Ventilkolben abstützt, vor, daß der Ventilkolben bzw. das mit ihm verbundene Teil (Gehäuse des Elektromagneten) im Steuergehäuse einen pneumatischen Raum begrenzt, der mit der Arbeitskammer in Verbindung steht und gegenüber der Unterdruckkammer durch die Reaktionsscheibe abgedichtet ist.

Der pneumatische Raum ist dabei vorzugsweise durch einen zylindrischen Fortsatz begrenzt, der am Gehäuse des Elektro magneten ausgebildet und im Steuergehäuse abgedichtet geführt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 4 bis 6 entnehmbar.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Ausführung des erfindungsgemäßen Bremskraftver stärkers im Längsschnitt, teilweise weggebrochen.

Das lediglich schematisch angedeutete Verstärkergehäuse 1 des in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemäßen Unterdruck bremskraftverstärkers ist durch eine axial bewegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer 4 unterteilt. Die axial bewegliche Wand 2 besteht aus einem aus Blech tiefgezogenen Membranteller 8 und einer daran anliegenden flexiblen Membran 18, die nicht näher dargestellt zwischen dem äußeren Umfang des Membrantellers 8 und dem Verstärkergehäuse 1 eine Rollmembran als Abdichtung bildet.

Ein durch eine Betätigungsstange 7 betätigbares Steuerventil 12 ist in einem im Verstärkergehäuse 1 abgedichtet geführten, die bewegliche Wand 2 tragenden Steuergehäuse 5 untergebracht und besteht aus einem am Steuergehäuse 5 ausgebildeten ersten Dichtsitz 15, einem an einem mit der Betätigungsstange 7 verbundenen Ventilkolben 9 ausgebildeten zweiten Dichtsitz 16 sowie einem mit beiden Dichtsitzen 15, 16 zusammenwirkenden, in einem im Steuergehäuse 5 abgedichtet angeordneten Führungsteil 21 geführten, ringförmigen Ventilkörper 10, der mittels einer sich am Führungsteil 21 abstützenden Ventilfeder 22 gegen die Ventilsitze 15, 16 gedrückt wird. Die Arbeitskammer 3 ist mit der Unterdruckkammer 4 über einen seitlich im Steuergehäuse 5 verlaufenden Kanal 28 verbindbar.

Die Bremskraft wird über eine stirnseitig am Steuergehäuse 5 anliegende gummielastische Reaktionsscheibe 6 sowie eine einen Kopfflansch 23 aufweisende Druckstange 14 auf einen Betäti gungskolben eines nicht dargestellten Hauptzylinders der Bremsanlage übertragen, der an der unterdruckseitigen Verstärkergehäusehälfte angebracht ist.

Eine in der Zeichnung schematisch dargestellte Rückstellfeder 26, die sich an der unterdruckseitigen Stirnwand des Ver stärkergehäuses 1 abstützt, hält die bewegliche Wand 2 in der gezeigten Ausgangsstellung. Außerdem ist eine zweite Druck feder bzw. Kolbenstangenrückholfeder 27 vorgesehen, die einerseits indirekt an der Betätigungsstange 7 und anderer seits am Führungsteil 21 abgestützt ist und deren Kraft für eine Vorspannung des Ventilkolbens 9 bzw. seines Dichtsitzes 16 gegenüber dem Ventilkörper 10 sorgt.

Um die Arbeitskammer 3 bei der Betätigung des Steuerventils 12 mit der Atmosphäre verbinden zu können, ist schließlich im Steuergehäuse 5 ein annähernd radial verlaufender Kanal 29 ausgebildet. Die Rückkehrbewegung des Ventilkolbens 9 am Ende eines Bremsvorganges wird dabei durch ein Querglied 11 begrenzt, das in der in der Zeichnung gezeigten Lösestellung des Unterdruckbremskraftverstärkers an einem im Verstärker gehäuse 1 ausgebildeten Anschlag 38 anliegt.

Wie der Zeichnung weiter zu entnehmen ist, weist der Ven tilkörper 10 eine mit den beiden Dichtsitzen 15,16 zu sammenwirkende ringförmige Dichtfläche 44 auf, die mittels einer metallischen Versteifungsscheibe 45 versteift ist und mit mehreren axialen Durchlässen 19 versehen ist. Außerdem weist der Ventilkörper 10 eine radial innen ausgebildete Dichtlippe 13 sowie eine radial außen ausgebildete zweite Dichtlippe 41 auf, die im montierten Zustand des Ventilkörpers 10 im Steuergehäuse 5 an dem vorhin erwähnten, den Ventilkörper 10 führenden Führungsteil 21 dichtend anliegen, so daß im Steuergehäuse 5 ein pneumatischer Raum 17 begrenzt ist. Die durch die Durchlässe 19 und Öffnungen in der Dicht fläche 44 gebildeten, näher nicht bezeichneten Strömungskanäle verbinden den pneumatischen Raum 17 mit einem durch die Dichtsitze 15, 16 begrenzten Ringraum 43, in dem der oben erwähnte pneumatische Kanal 29 mündet, so daß der auf der der Dichtfläche 44 abgewandten Seite des Ventilkörpers 10 ausgebildete pneumatische Raum 17 ständig mit der Arbeits kammer 3 in Verbindung steht und am Ventilkörper 10 ein Druckausgleich stattfindet.

Die beschriebene Anordnung ermöglicht demnach eine Ver ringerung der Differenz zwischen der Ansprechkraft des Bremskraftverstärkers und der am Ventilkolben wirkenden Rückstellkraft in dem Sinne, daß bei einer gleichbleibenden Ansprechkraft eine Erhöhung der Rückstellkraft oder bei einer gleichbleibenden Rückstellkraft eine Verringerung der Ansprechkraft möglich ist, wodurch eine Verbesserung der Hysterese des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers erreicht wird.

Um eine von der Betätigungsstange 7 unabhängige Fremdbe tätigung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers einzuleiten ist radial zwischen dem ersten (15) und dem zweiten Dichtsitz 16 ein dritter Dichtsitz 24 vorgesehen, der mittels eines Elektromagneten 20 betätigbar ist, der vorzugsweise in einem mit dem Ventilkolben 9 fest verbundenen Gehäuse 25 angeordnet ist und demnach zusammen mit dem Ventilkolben 9 im Steuergehäuse 5 verschiebbar ist. Der Elektromagnet 20 besteht aus einer innerhalb des Gehäuses 25 angeordneten Spule 46 sowie einem axial verschiebbar angeordneten zylindrischen Anker 31, der teilweise in einem das Gehäuse 25 verschließenden Verschlußteil 30 geführt wird und an dem sich eine Hülse 32 abstützt, die den vorhin erwähnten dritten Dichtsitz 24 trägt. Zwischen dem Ventilkolben 9 und der Hülse 32 ist eine Druckfeder 40 angeordnet, die den Anker 31 in seiner Ausgangslage hält, in der der dritte Dichtsitz 24 gegenüber dem am Ventilkolben 9 ausgebildeten zweiten Dichtsitz 16 axial versetzt angeordnet ist. Das im Steuergehäuse 5 geführte Verschlußteil 30 liegt unter Zwischenschaltung einer Übersetzungsscheibe 33 an der vorhin erwähnten Reaktionsscheibe 6 an und ermöglicht eine Übertragung der an der Betätigungsstange 7 eingeleiteten Eingangskraft auf die Reaktionsscheibe 6.

Wie bereits oben erwähnt, entsteht sowohl bei der mechanischen Betätigung des Bremskraftverstärkers als auch bei dessen Fremdbetätigung durch die Einwirkung des pneumatischen Differenzdruckes auf eine am Gehäuse 25 des Elektromagneten 20 ausgebildete Ringfläche 36 eine in der Betätigungsrichtung wirkende Kraftkomponente, die insbesondere beim Lösevorgang durch die von der Kolbenstangenrückholfeder 27 aufgebrachte Kraft kompensiert werden muß. Um eine entgegen der Betäti gungsrichtung wirkende bzw. die Wirkung der Kolbenstangenrück holfeder 27 unterstützende Kraftkomponente zu erzeugen ist das Gehäuse 25 des Elektromagneten 20 bzw. das Verschlußteil 30 mit einem axialen rohrförmigen Fortsatz 35 versehen, der im Steuergehäuse 5 bzw. dessen Vorderteil 42 abgedichtet geführt ist und darin einen pneumatischen Raum 34 begrenzt, der mit dem vorhin erwähnten Ringraum 43 in ständiger Verbindung steht und somit mit dem in der Arbeitskammer 3 herrschenden pneumatischen Druck beaufschlagt wird. Die erwähnte pneumatische Verbindung erfolgt dabei vorzugsweise über einen im Anker 31 des Elektromagneten 20 ausgebildeten axial verlaufenden Kanal 39.

Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführung des erfin dungsgemäßen Bremskraftverstärkers sind schließlich elektrische Schaltmittel 47, 48 vorgesehen, die insbesondere bei Bremsvorgängen wichtig sind, bei denen zusätzlich zur Fahrerbetätigung der Elektromagnet 20 angesteuert wird, um unabhängig vom Fahrerwillen eine Vollbremsung herbeizuführen (sog. Bremsassistentfunktion). Dabei ist von besonderer Bedeutung, daß die Schaltmittel 47, 48 bei jeder Bremsung betätigt werden. Gleichzeitig muß gewährleistet werden, daß der Elektromagnet 20 nach Beendigung des fremdkraftunter stützten Bremsvorganges sicher abgeschaltet wird. Die gezeigten Schaltmittel bestehen dabei aus einem vorzugsweise am Ventilkolben 9 bzw. dem Gehäuse 25 des Elektromagneten 20 befestigten, zwei Schaltstellungen aufweisenden Mikroschalter 47 sowie einem den Mikroschalter 47 durch eine translatorische Bewegung betätigenden Betätigungselement 48, das in einer im Steuergehäuse 5 vorgesehenen Bohrung abgedichtet geführt ist und mit einem verstärkergehäusefesten Anschlag zusammenwirkt, der das Bezugszeichen 49 trägt und beispielsweise durch einen radialen Kragen der hinteren Verstärkergehäusehälfte gebildet sein kann. Zwischen dem Betätigungselement 48 und dem Steuergehäuse 5 ist eine Druckfeder 50 angeordnet, so daß das dem Mikroschalter 47 abgewandte Ende des Betätigungselements 48 unter einer Vorspannung am Anschlag 50 anliegt.

Die Funktion des hier beschriebenen bzw. dargestellten, fremdbetätigbaren Bremskraftverstärkers ist in der eingangs erwähnten internationalen Patentanmeldung genau beschrieben, so daß sie im vorliegenden Text nicht wiederholt zu werden braucht.

Bezugszeichenliste

1 Verstärkergehäuse
2 bewegliche Wand
3 Arbeitskammer
4 Unterdruckkammer
5 Steuergehäuse
6 Reaktionsscheibe
7 Betätigungsstange
8 Membranteller
9 Ventilkolben
10 Ventilkörper
11 Querglied
12 Steuerventil
13 Dichtlippe
14 Druckstange
15 Dichtsitz
16 Dichtsitz
17 Raum
18 Rollmembran
19 Durchlaß
20 Elektromagnet
21 Führungsteil
22 Ventilfeder
23 Kopfflansch
24 Dichtsitz
25 Gehäuse
26 Rückstellfeder
27 Kolbenstangenrückholfeder
28 Kanal
29 Kanal
30 Verschlußteil
31 Anker
32 Hülse
33 Übersetzungsscheibe
34 Raum
35 Fortsatz
36 Ringfläche
37 Fläche
38 Anschlag
39 Kanal
40 Feder
41 Dichtlippe
42 Vorderteil
43 Ringraum
44 Dichtfläche
45 Versteifungsscheibe
46 Spule
47 Mikroschalter
48 Betätigungselement
49 Anschlag
50 Feder

Claims

1. Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem Verstärkergehäuse, dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer unterteilt ist, sowie mit einem die bewegliche Wand tragenden Steuergehäuse, in dem ein Steuerventil angeordnet ist, das eine auf die bewegliche Wand einwirkende pneumatische Druckdifferenz steuert und sowohl durch eine Betätigungsstange mittels eines Ventilkolbens als auch unabhängig von der Betätigungsstange durch einen mit dem Ventilkolben fest verbundenen Elektromagneten betätigbar ist und aus drei konzentrisch zueinander angeordneten Dichtsitzen sowie einem mit den Dichtsitzen zusammenwirkenden Ventilkörper besteht, wobei der erste Dichtsitz im Steuergehäuse und der zweite Dichtsitz am Ventilkolben ausgebildet sind, während der dritte Dichtsitz an einer mit dem Elektromagneten zusammenwirkenden Hülse ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (34, 35, 37, 39) vorgesehen sind, die ein Beaufschlagen des Ventil kolbens (9) bzw. eines mit ihm verbundenen Teiles (Gehäuse (25) des Elektromagneten (20)) auf seiner den Dichtsitzen (15, 16, 24) abgewandten Seite mit dem in der Arbeitskammer (3) herrschenden pneumatischen Druck ermöglichen.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, mit einer seine Aus gangskraft übertragenden Druckstange, die unter Zwischen schaltung einer gummielastischen Reaktionsscheibe sich sowohl am Steuergehäuse als auch am Ventilkolben abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (9) bzw. das mit ihm verbundene Teil (Gehäuse (25) im Steuergehäuse (5) einen pneumatischen Raum (34) begrenzt, der mit der Arbeitskammer (3) in Verbindung steht und gegenüber der Unterdruckkammer (4) durch die Reaktionsscheibe (6) abgedichtet ist.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Raum (34) durch einen zylindrischen Fortsatz (35) begrenzt ist, der am Gehäuse (25 bzw. 30) des Elektromagneten (20) ausgebildet und im Steuergehäuse (5 bzw. 42) abgedichtet geführt ist.

4. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mit dem Ventilkolben verbundene Gehäuse des Elektromagneten im Steuergehäuse abgedichtet geführt ist und eine Ringfläche aufweist, die der Wirkung des in der Arbeitskammer herrschenden Druckes ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der am Fortsatz (35) ausgebildeten, pneumatisch wirksamen Fläche (37) der der Ringfläche (36) entspricht.

5. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (35) an einem das Gehäuse (25) des Elektromagneten (20) Verschlußteil (30) ausgebildet ist.

6. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem pneumatischen Raum (34) und der Arbeitskammer (3) über den Innenraum des Gehäuses (25) des Elektromagneten (20), vorzugsweise mittels eines im Anker (31) des Elektromagneten (20) ausgebildeten pneumatischen Kanals (39), erfolgt.