DE2356634C2

DE2356634C2 - Bremskraftverstärker für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2356634C2
Application number: DE2356634A
Authority: DE
Inventors: Delbert James South Bend Ind. Gardner
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1972-11-13
Filing date: 1973-11-13
Publication date: 1986-06-12
Also published as: FR2206218B1; BR7308686D0; AU6205373A; AU473002B2; FR2206218A1; JPS49133774A; DE2356634A1; JPS5146233B2; US3780620A

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Bremskraftverstärker ist aus der DE-OS 16 80 075 bekannt Hierbei wird das Absperrventil, das die Verbindung zwischen der Druckluftquelle und der Steuerkammer des Bremskraftverstärkers steuert, auf pneumatischem Wege betätigt, und zwar durch eine Membran, die auf die Differenz zwischen dem in der Steuerkammer aufgebauten Druck und Atmosphärendruck anspricht Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß infoige der Verwendung einer Membran, die relativ empfindlich ist, ein relativ hohes Risiko in bezug auf Funktionsstörungen besteht. Ferner besitzt der bekannte Bremskraftverstärker ein relativ langsames Ansprechverhalten bei Notbremsungen, da hierbei Druckluft erst nach einem Ausgleich des Druckes in der hinteren Kammer mit Atmosphärendruck zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftverstärker der angegebenen Art zu schaffen, der ein besonders schnelles Ansprechverhalten bei Notbremsungen besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen gattungsgemäßen Bremskraftverstärker mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Grundidee, daß die Absperrventile vom Kolben des Steuerventils selbst auf mechanischem Wege nacheinander betätigt werden. Dadurch lassen sich die vorstehend aufgezeigten Nachteile vermeiden. Insbesondere wird ein sehr schnelles Ansprechverhalten bei Notbremsungen erreicht, da durch starkes Durchdrücken des Bremspedales Druckluft unmittelbar in die hintere Kammer des Bremskraftverstärkers eingeführt werden kann.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker der Unterdruck in der vorderen Kammer nicht ausreicht, ermöglicht der Fahrer durch Verschieben der Kolbenstange in ihre äußerste Stellung ein Einströmen von unter Überdruck stehender Luft in die hintere Kammer, womit der Differenzdruck je nach gewünschter Abbremsung steigt. Zusätzlich vermittelt der Bremskraftverstärker, wenn z. B. ein Unterdruckschlauch bricht, dem Fahrer noch eine Bremshilfe, sobald der Kolben in seine äußerste Stellung verschoben wird.

Im umgekehrten Fall, wenn kein Überdruck, also ein den Atmosphärendruck überschreitender Druck, mehr zur Verfügung steht, wird dem Fahrer von der Druckdifferenz, die zwischen dem Unterdruck in der vorderen Kammer und der unter Atmosphärendruck stehenden Luft in der hinteren Kammer entsteht, noch eine Bremshilfe vermittelt, wenn sich der Kolben in seiner mittleren Stellung befindet.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung, die schematisch eine mit einem Bremskraftverstärker versehene Bremsanlage zeigt, näher beschrieben.

Die dargestellte Bremsanlage 10 für ein Fahrzeug

weist einen Bremskraftverstärker auf, der mit einem Hauptbremszylinder 14 für die Zufuhr von unter Druck stehendem, hydraulischem Strömungsmittel zu den Radzylindern 15 der Vorderbremsen 16 und zu den Radzylindern 17 der Hinterbremsen 18 in Abhängigkeit vom Bremspedal 20 verbunden ist.

Im einzelnen weist der Bremskraftverstärker ein Gehäuse 22 auf, das von einer vorderen Schale 24 und einer damit über eine Verriegelung 28 verbundenen hinterer. Schale 26 gebildet wird. Eine Hohlnabe 30 im Gehäuse weist einen sich nach hinten erstreckenden Vorsprung 32 auf, der die hintere Schale 26 durchsetzt und verschiebbar in ihr gelagert isL

Die Hohlnabe 30 ist an einer Membran 34 einer Wand 39 befestigt deren äußerer Umfang durch die Verriegelung 28 gehalten ist und die das Gehäuse in eine vordere Kammer 38 und eine hintere Kammer 40 teilt

Die Hohlnabe 30 weist eine axiale Bohrung 42 auf. Ferner besitzt die Hohlnabe 30 einen ersten Durchgang 44, der die Bohrung 42 mit der hinteren Kammer 40 verbindet, sowie einen zweiten Durchgang 46, der die hintere Kammer 40 durch eine flexible Kupplung 48 im Strömungsweg einer Pumpe 50 einer Abgaseinrichtung mit einer Überdruck-Luftquelle verbindet, und einen dritten Durchgang 52, der die Bohrung 42 mit der vorderen Kammer 38 verbindet. Ein Steuerventil 54 weist einen in der inneren Bohrung 42 befindlichen Kolben 55 auf, der mit einem ersten, in einer ersten Führungsfläche 58 befindlichen Bund 56 sowie mit einem zweiten, in einer ersten Abstufung 62 der axialen Bohrung 42 befindlichen Betätigungsbund 60 versehen ist und einen nach hinten weisenden, ringförmigen Ventilsitz 64 für die Atmosphäre besitzt. Der Ventilsitz 64 kann an einem flexiblen, ringförmigen Ventilkörper 66 anliegen, damit eine Steuerkammer 68 im Fuß der axialen Bohrung 42 gebildet wird. Der ringförmige Ventilkörper 66 umgibt ein Rohr 70, das eine Kraft zum Aufsetzen des Ventilkörpers 66 übertrag*. Der Ventilkörper 66 weist einen flexiblen Membranabschnitt 72 auf, dessen radial äußerer Umfang 74 für eine dichtende Anlage mit dem Abschnitt 75 größeren Durchmessers der axialen Bohrung 42 vergrößert ausgebildet ist. Der Ventilkörper 66 wird gegen den Ventilsitz 64 durch eine Schraubenfeder 71 gedrückt, die die Kolbenstange 78 umgibt und zwischen einem Flansch 80 am Rohr 70 und einer Schulter 82 an der Kolbenstange 78 angeordnet ist. Das Steuerventil 54 wird in einer ersten Stellung, wie sie in der Figur gezeigt ist, durch eine Rückstellfeder 84 gehalten, die zwischen einem auf der Kolbenstange 78 durch die Schulter 82 befestigten Halter 86 und einer ringförmigen Scheibe 88 angeordnet ist und die den radial äußeren Umfang 74 des Ventilkörpers in dichtender Anlage mit den Seitenwänden des Bohrungsabschnitts 75 hält. Die Rückstellfeder 84 bewegt den Bund 56 des Kolbens 55 gegen einen Anschlag 90, damit eine Unterdruck-Verbindung von der vorderen Kammer 38 zur Steuerkammer 68 hergestellt werden kann. In dieser ersten Stellung wirkt der Bund 60 auf eine Kugel 92 des ersten, in dem ersten Durchgang 44 gelegenen Absperrventils 100, wobei eine Feder 94 zusammengedrückt wird, und die Luft in der hinteren Kammer 40 kann über ein Rückschlagventil 96 evakuiert und in das Ansaugrohr 98 des Motors abgegeben werden.

Das zweite, im zweiten Durchgang 46 gelegene Absperrventil 102 weist eine Betätigungsstange 104 auf, die sich durch die Hohlnabe 30 zwischen dem Anschlag 90 und dem Bund 60 in die Steuerkammer 68 hineinerstreckt. Die Stange 104 weist ein schräges Ende 106 auf, das sich in der Steuerkammer 68 befindet, und am anderen Ende als Ventilelement ein ringförmiges Stirnteil 108, das sich im zweiten Durchgang 46 befindet. Eine Feder 110 drückt das Stirnteil 108 gegen einen Sitz 112, um zu verhindern, daß die unter Überdruck stehende Luft durch eine Verbindung 114 in den ersten Durchgang 44 strömt.

Zum Anhalten des Fahrzeugs wird das Bremspedal 20 niedergedrückt, wodurch die Kolbenstange 78 durch

Überwindung der Kraft der Rückstellfeder 84 das Steuerventil 54 in der axialen Bohrung 42 verschiebt und die Feder 71 den Ventilkörper 66 gegen einen Sitz 116 bewegen kann, um die Unterdruckverbindung mit der Steuerkammer 68 zu schließen. Mit der Verschiebung der Kolbenstange 78 wird gleichzeitig der Betätigungsbund 60 des Kolbens 55 von der Kugel 92 wegbewegt, wodurch die Feder 94 die Kugel 92 in einen Sitz 118 drücken kann und momentan der Unterdruck in der hinteren Kammer 40 gehalten wird.

Bei einer weiteren, abhängig von der Betätigungskraft erfolgenden Verschiebung des Kolbens 55 in eine zweite Stellung wird sich der Ventilsitz 64 vom Ventilkörper 66 wegbewegen, womit Luft unter Atmosphärendruck in die Steuerkammer 68 eindringen kann.

Durch die unter Atmosphärendruck stehende Luft in der Steuerkammer und durch den Unterdruck in der hinteren Kammer 40 entsteht ein Differenzdruck, der auf die elastisch sitzende Kugel 92 wirkt. Dieser Differenzdruck bewegt die Kugel 92 aus ihrem Sitz, wodurch die unter Atmosphärendruck stehende Luft in die hintere Kammer 40 strömen kann und ein entsprechender, auf die Membran 34 der Wand 39 wirkender Differenzdruck erzeugt wird. Dieser Differenzdruck überwindet nun die Kraft einer Rückstellfeder 120, wodurch die Wand 39 verschoben und über die Hohlnabe 30 auf die mit dem Hauptbremszylinder 14 verbundene Schubstange 122 eine Kraft übertragen wird.

Bewegt sich der Kolben 55 in eine dritte Stellung weiter, so berührt der Betätigungsbund 60 das schräge Ende 106, und der Stirnteil 108 wird vom Sitz 112 abgehoben. Das schräge Ende steuert den Strom der unter Überdruck stehenden Luft vom zweiten Durchgang 46 über die Verbindung 114 in den ersten Durchgang 46 und in die hintere Kammer 40, um den Differenzdruck zu verstärken, der durch den Unterdruck vom Ansaugrohr her in der vorderen Kammer 38 erzeugt wird. Wenn unier Überdruck stehende Luft mit dem ersten Durchgang 44 in Verbindung steht, entsteht wieder durch die Luft unter Atmosphärendruck in der Steuerkammer 68 ein Differenzdruck, wodurch die Feder 94 die Kugel 92 in ihren Sitz drückt und verhindert wird, daß über Atmosphärendruck stehende Luft durch die Bohrung 42 in die Atmosphäre entweicht.

Nach Lösen des Bremspedals 20 bringt die Rückstellfeder 84 den Betätigungsbund 60 außer Kontakt mit dem schrägen Ende 106 und in Kontakt mit der Kugel 92, gleichzeitig mit dem Aufsetzen des Ventilsitzes 64 auf den Ventilkörper 66 und dem Abheben des Ventiikörpers 66 vom Sitz 116, damit wieder die Luft aus der hinteren Kammer 40 über das erste Ventil 100 evakuiert werden kann.

Falls während der Verschiebung des Kolbens 55 in die dritte Sfllung kein Unterdruck für die vordere Kammer 38 zur Verfügung steht, wird unter Überdruck stehende Luft aus dem zweiten Durchgang 46 in den ersten Durchgang 44 und in die hintere Kammer 40 strömen. Durch die unter Atmosphärendruck stehende Luft in der vorderen Kammer 38 und durch die unter Über-

druck stehende Luft in der hinteren Kammer entsteht ein Differenzdruck auf die Wand 39, und dem Fahrer wird eine Bremshilfe vermittelt. Dieser Hilfs-Differenzdruck stellt sicher, daß dem Fahrer genügend Kraft zum Abbremsen des Fahrzeuges zur Verfügung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

10

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Bremskraftverstärker mit einem Gehäuse, das durch eine bewegliche Wand in eine mit einer Unterdruckquelle in Verbindung stehende vordere Kammer und eine hintere Kammer unterteilt ist, die über ein vom Fahrer betätigtes Steuerventil entweder mit der vorderen Kammer oder atmosphärischer Luft und danach mit einer Druckluftquelle verbindbar ist, mit einer von der beweglichen Wand getragenen Hohlnabe, die gleitend durch das Gehäuse vorsteht, sich zur umgebenden Atmosphäre öffnet und das Steuerventil trägt, das in Abhängigkeit von der Stellung eines Kolbens eine innere Steuerkammer entweder mit der vorderen Kammer des Bremskraftverstärkers oder mit atmosphärischer Luft verbindet, die in der Nabe vorhanden ist, wobei die innere Steuerkammer durch einen in der Nabenwand ausgebildeten ersten Durchgang mit der hinteren Kammer des Bremskraftverstärkers in Verbindung steht, mit einem ersten Absperrventil, das die Verbindung zwischen der inneren Steuerkammer und dem ersten Durchgang in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Atmosphärendruck und dem Druck in der hinteren Kammer steuert, und mit einem zweiten Absperrventil, das die Verbindung zwischen einem in der Nabenwand ausgebildeten zweiten Durchgang, der an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, und dem ersten Durchgang steuert, um die hintere Kammer mit Luft oberhalb Atmosphärendruck zu versorgen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Absperrventil (100) und das zweite Absperrventil (102) nacheinander durch den Kolben (55) betätigt werden, wenn dieser in eine Bremsstellung verschoben wird, daß durch den Kolben (55) das erste Absperrventil (100) offen gehalten wird, solange sich der Kolben (55) in seiner Ruhelage befindet, daß sich das erste Absperrventil (100) in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der inneren Steuerkammer (68) und der hinteren Kammer (40) des Bremskraftverstärkers öffnen und schließen kann, wenn der Kolben (55) in eine erste, normale Bremsstellung bewegt wird, und daß das zweite Absperrventil (102) vom Kolben (55) geöffnet wird, wenn dieser über die erste Stellung hinaus in eine zweite, einer Notbremsung entsprechende Stellung bewegt wird.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Absperrventil (100) einen an einem Ende des ersten Durchgangs (44) ausgebildeten Sitz (118) und eine Kugel (92) umfaßt, die in dem Durchgang angeordnet ist und nachgiebig gegen den Sitz gepreßt wird und die etwas in die innere Steuerkammer (68) vorsteht, so daß sie durch einen am Kolben (55) ausgebildeten Betätigungsbund (60) vom Sitz wegbewegbar ist, solange sich der Kolben in seiner Ruhelage befindet.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Absperrventil (102) einen im zweiten Durchgang (46) ausgebildeten Sitz (112) und ein Ventilelement (Stirnteil 108) umfaßt, das in diesem Durchgang angeordnet ist und nachgiebig gegen den Sitz gepreßt wird und das mit einer Betätigungsstange (104) verbunden ist, b^r> deren freies Ende (106) in die innere Steuerkammer (68) vorsteht, so daß sie mit dem Betätigungsbund (60) des Kolbens (55) in Eingriff bringbar ist, wenn dieser in die zweite Bremsstellung bewegt wird, um das Ventilelement (Stirnteil 108) von seinem Sitz (112) wegzubewegen.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (106) der Betätigungsstange (104) abgeschrägt ist, um den Eingriff mit dem Betätigungsbund (60) des Kolbens (55) zu erleichtern.