DE19617277A1

DE19617277A1 - Pneumatischer Bremskraftverstärker

Info

Publication number: DE19617277A1
Application number: DE1996117277
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Kahrs
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 1997-11-06

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bremskraftver stärker für Kraftfahrzeuge mit einem Verstärkergehäuse, des sen Innenraum durch eine bewegliche Wand in eine erste Kam mer (Unterdruckkammer) und eine zweite Kammer (Arbeitskam mer) unterteilt ist, sowie mit einem Steuergehäuse, in dem ein eine auf die bewegliche Wand einwirkende pneumatische Druckdifferenz steuerndes Steuerventil angeordnet ist, das einen am Steuergehäuse ausgebildeten ersten Dichtsitz, einen an einem Ventilkolben ausgebildeten zweiten Dichtsitz sowie einen dritten Dichtsitz aufweist, die mit einem elastischen Ventilkörper zusammenwirken, und einerseits durch eine Be tätigungsstange und andererseits unabhängig von der Betäti gungsstange durch einen Elektromagneten betätigbar ist, des sen Anker kraftübertragend mit dem dritten Dichtsitz zusam menwirkt, wobei der Ventilkörper auf seiner den Dichtsitzen abgewandten Seite im Steuergehäuse einen pneumatischen Raum begrenzt, der in ständiger Verbindung mit der Arbeitskammer steht.

Ein derartiger Bremskraftverstärker ist z. B. aus der inter nationalen Patentanmeldung WO 94/11226 bekannt. Der vorbe kannte Bremskraftverstärker dient insbesondere der Unter stützung des Fahrers bei Panikbremsungen (sog. Bremsassi stentfunktion) und verfügt zur Rückstellung des Ankers nach Abschalten des Elektromagneten über eine Druckfeder.

Als nachteilig ist bei dem vorbekannten Bremskraftverstärker die Tatsache anzusehen, daß bei einem Defekt der erwähnten Mittel bzw. einem Bruch der Druckfeder ein Lösen des Brems gerätes nicht mehr möglich ist. Darüber hinaus genügt die Geschwindigkeit der Rückstellbewegung nicht den Anforderun gen zur Einstellung einer befriedigenden Regelgüte, weil die Rückstellgeschwindigkeit zu gering ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, durch die das Betriebsverhalten und die Be triebssicherheit des Bremskraftverstärkers verbessert wird und die auch bei einem Defekt der oben erwähnten Mittel ein zuverlässiges Lösen gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß pneu matische Mittel zur Rückstellung des Ankers in die Aus gangsstellung vorgesehen sind.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Anker als pneumati scher Kolben ausgebildet. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist eine angrenzende und den Anker beauf schlagende Unterdruckkammer vorgesehen. Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens wird ferner vorgeschlagen, den Anker mit einem, die wirksame Kolbenfläche vergrößernden Ansatz zu versehen.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brems kraftverstärkers im Längsschnitt, teilweise weggebro chen, in der inaktiven Ausgangsstellung;

Fig. 2 Seitenansicht eines Ankers mit vergrößerter Kolben fläche im Längsschnitt;

Fig. 3 Weiterbildung eines Ankers in einem abgebrochenen Schnitt.

Das lediglich schematisch angedeutete Verstärkergehäuse 1 des in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemäßen Unterdruck-Bremskraftverstärkers ist durch eine axial be wegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine Unter druckkammer 4 unterteilt. Die axial bewegliche Wand 2 be steht aus einem aus Blech tiefgezogenen Membranteller 8 und einer daran anliegenden flexiblen Membran 18, die nicht nä her dargestellt zwischen dem äußeren Umfang des Membrantel lers 8 und dem Verstärkergehäuse 1 eine Rollmembran 18 als Abdichtung bildet.

Ein durch eine Betätigungsstange 7 betätigbares Steuerventil 12 ist in einem im Verstärkergehäuse 1 abgedichtet geführ ten, die bewegliche Wand 2 tragenden Steuergehäuse 5 unter gebracht und besteht aus einem am Steuergehäuse 5 ausgebil deten ersten Dichtsitz 15, einem an einem mit der Betäti gungsstange 7 verbundenen Ventilkolben 9 ausgebildeten zwei ten Dichtsitz 16 sowie einem mit beiden Dichtsitzen 15,16 zusammenwirkenden, Ventilkörper 10, der mittels einer sich an einer Hülse 21 abstützenden Ventilfeder 22 gegen die Ven tilsitze 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 an einem Vorder teil 42 des Steuergehäuses 5 anliegende gummielastische Re aktionsscheibe 6 sowie eine einen Kopfflansch 23 aufweisende Druckstange 14 auf einen Betätigungskolben eines nicht dar gestellten Hauptzylinders der Bremsanlage übertragen, der an der unterdruckseitigen Verstärkergehäusehälfte angebracht ist.

Eine in der Zeichnung schematisch dargestellte Rück stellfeder 26, die sich an der unterdruckseitigen Stirnwand des Verstärkergehäuses 1 abstützt, hält die bewegliche Wand 2 in der gezeigten Ausgangsstellung. Außerdem ist eine zwei te Druckfeder bzw. Kolbenstangenrückholfeder 27 vorgesehen, die einerseits indirekt an der Betätigungsstange 7 und ande rerseits an der Hülse 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 Bereit schaftsstellung des Unterdruckbremskraftverstärkers an einem im Verstärkergehäuse 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.

Um eine von der Betätigungsstange 7 unabhängige Fremdbe tätigung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ein zuleiten ist koaxial zu den Dichtsitzen 15,16 ein dritter Dichtsitz 24 vorgesehen. Der Betätigung dient ein in einem Gehäuse 25 angeordneter Elektromagnet 20. Der Elektromagnet 20 besteht aus einer innerhalb des Gehäuses 25 angeordneten Spule 36 sowie einem axial verschiebbar angeordneten zylin drischen Anker 31, der als pneumatischer Kolben mit einer Kolbenfläche ausgebildet ist und teilweise in einem das Ge häuse 25 verschließenden Verschlußteil 30 geführt ist. So bald die Spule 36 des Elektromagneten 20 Strom führt, wird der Anker 31 in Richtung auf das Steuerventil 12 gezogen, trennt zunächst den Kanal 28 ab hebt schließlich das Steuer ventil von dem Dichtsitz 16, wodurch atmosphärischer Druck durch den Ringraum 43 und den Kanal 28 in die Arbeitskammer 3 treten kann. An dem Anker stützt sich sich eine Kraft übertragungshülse 32 ab, die den vorhin erwähnten dritten Dichtsitz 24 trägt. Der Anker 31 verfügt ferner über, dem Verschlußteil 30 sowie dem Vorderteil 42 zugewandte Dicht elemente. Im Bereich der Kolbenfläche befindet sich ein pneumatischer Raum 40, dessen Wandungen von dem Verschluß teil 30 gebildet sind. Der pneumatische Raum 40 ist über einen im Verschlußteil 30 sowie im Vorderteil 42 vorgesehe nen Kanal 41 mit der Unterdruckkammer 4 verbunden, so daß in seinem inneren der gleiche Druck wie in der Unterdruckkammer 4 herrscht.

Der permanente, dem Anker 31 aufgeprägte Unterdruck bewirkt eine Rückstellkraft, wenn durch elektromagnetisches Öffnen des Ventils 10 Atmosphärendruck oder ein Teildruck in dem Ringraum 43 eingesteuert ist, so daß der Anker 31 durch die Druckdifferenz in die Ausgangsstellung gezogen wird, wenn der Stromfluß am Elektromagneten 20 unterbrochen ist. Wenn zwischen Anker 31 und Kraftübertragungshülse 32 eine kraft schlüssige Verbindung vorgesehen ist, zieht der Anker 31 die Hülse 32 mit dem daran angeordneten Dichtsitz 24 in die Aus gangsstellung.

Zwischen dem Ventilkolben 9 und der Kraftübertragungshülse 32 ist eine Druckfeder 33 angeordnet, die den Anker 31 un terstützend 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 Zwi schenschaltung einer Übersetzungsscheibe 34 an der vorhin erwähnten Reaktionsscheibe 6 an und ermöglicht eine Über tragung der an der Betätigungsstange 7 eingeleiteten Ein gangskraft auf die Reaktionsscheibe 6.

Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführung des erfin dungsgemäßen Bremskraftverstärkers sind schließlich Schalt mittel 47 vorgesehen, die insbesondere bei Bremsvorgängen wichtig sind, bei denen zusätzlich zur Fahrerbetätigung der Elektromagnet 20 angesteuert wird, um unabhängig vom Fahrer willen eine Vollbremsung herbeizuführen (sog. Bremsassistentfunktion). Gleichzeitig wird dadurch gewähr leistet, daß der Elektromagnet 20 nach Beendigung des fremd kraftunterstützten Bremsvorganges sicher abschaltet.

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

Im Normalfall wird bei einer Panikbremsung während einer Unterstützung des Fahrers durch die Fremdbetätigung des Steuerventils 12 mittels des magnetbetätigten Ankers 31 (sog. Bremsassistentenfunktion) der Ventilkörper 10 über den drit ten Dichtsitz 24 um etwa 1 mm im Steuergehäuse 5 nach hin ten verschoben. Zum Lösen der Bremsassistentenfunktion wird, bei Reduzierung der vom Fahrer aufgebrachten Betätigungs kraft, die Kolbenstange von der Kolbenstangenrückholfeder 27 nach hinten gezogen, bis ein Schaltmittel 47 betätigt und der Elektromagnet 20 abgeschaltet wird.

Der beschriebene Bremskraftverstärker hat vielfältige Anwen dungsgebiete, er eignet insbesondere auch zur analogen Bremskraftregelung.

Die Fig. 2 zeigt einen Anker 31 mit einem Absatz 35, welcher die wirksame Kolbenfläche 37 und die wirksame Rückstellkraft vergrößert. Die Dichtelemente 39 sind hierbei außen am Um fang des Absatz 35 sowie auf der Innenseite des Ankers 31 vorgesehen. Der Absatz 35 befindet sich bei dieser Lösung einstückig an dem Anker 31. Es ist grundsätzlich auch mög lich, einen separaten Absatz 35 an dem Anker 31 zu befesti gen, wie Fig. 3 zeigt. Der Absatz 35 kann beispielsweise angeschraubt sein. Wie aus der Zeichnung entnommen werden kann, sind die Dichtelemente 39 radial außen und radial innen an dem Absatz 35 angeordnet.

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 Mittel
14 Druckstange
15 Dichtsitz
16 Dichtsitz
17
18 Rollmembran
19
20 Elektromagnet
21 Hülse
22 Ventilfeder
23 Kopfflansch
24 Dichtsitz
25 Gehäuse
26 Rückstellfeder
27 Kolbenstangenrückholfeder
28 Kanal
29 Kanal
30 Verschlußteil
31 Anker
32 Hülse
33 Druckfeder
34 Übersetzungsscheibe
35 Absatz
36 Spule
37 Kolbenfläche
38 Anschlag
39 Dichtelemente
40 pneumatischer Raum
41 Kanal
42 Vorderteil
43 Ringraum
44 Dichtfläche
45 Kappe
46
47 Schaltmittel
48
49 Anschlag

Claims

1. Pneumatischer Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem Verstärkergehäuse, dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand in eine erste Kammer (Unterdruckkammer) und eine zweite Kammer (Arbeitskammer) unterteilt ist, sowie mit einem Steuergehäuse, in dem ein eine auf die bewegliche Wand einwirkende pneumatische Druckdifferenz steuerndes Steuerventil angeordnet ist, das einen am Steuergehäuse ausgebildeten ersten Dichtsitz, einen an einem Ventilkolben ausgebildeten zweiten Dichtsitz sowie einen dritten Dichtsitz aufweist, die mit einem elasti schen Ventilkörper zusammenwirken, und einerseits durch eine Betätigungsstange und andererseits unabhängig von der Betätigungsstange durch einen Elektromagneten be tätigbar ist, dessen Anker kraftübertragend mit dem dritten Dichtsitz zusammenwirkt, wobei der Ventilkörper auf seiner den Dichtsitzen abgewandten Seite im Steuer gehäuse einen pneumatischen Raum begrenzt, der in stän diger Verbindung mit der Arbeitskammer steht, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (13) zur pneumatischen Rück stellung des Ankers (31) in die Ausgangsstellung vor gesehen sind.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Anker (31) als pneumatischer Kolben ausgebildet ist.

3. Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein, den Anker (31) beaufschlagender pneumatischer Raum (40) vorgesehen ist.

4. Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Raum (40) über einen Kanal (41) mit der Unterdruckkammer (4) verbunden ist.

5. Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (31) einen, die wirksame Kolbenfläche (37) ver größernden Absatz (35) aufweist.

6. Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der An ker (31) einen separat daran befestigbaren Absatz (35) aufweist.