DE2461200B2

DE2461200B2 - Pneumatischer kraftverstaerker

Info

Publication number: DE2461200B2
Application number: DE19742461200
Authority: DE
Inventors: Tomizo Yamato Kanagawa Azuma (Japan)
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1973-12-29
Filing date: 1974-12-23
Publication date: 1978-02-02
Also published as: JPS5320627B2; DE2461200C3; JPS5096772A; DE2461200A1; US3981227A

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Kraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige pneumatische Kraftverstärker können überall dort Anwendung finden, wo eine Kraftverstärkung erzielt werden soll, gelangen jedoch insbesondere als Bremskraftverstärker für Fahrzeuge zur Anwendung.

Bei einem bekannten pneumatischen Kraftverstärker der gattungsgemäßen Art (US-PS 34 78 519) sind die Kolbenplatte und die Membran am Ventilkörper mittels Schrauben festgelegt, die durch entsprechende öffnungen der Kolbenplatte und der Membran eingeführt und in Gewindebohrungen des Ventilkörpers eingedreht sind. Da der Ventilkörper mit Luftdurchlässen versehen ist, müssen seine die Schrauben aufnehmenden Gewindebohrungen radial außerhalb dieser Luftdurchlässe ungeordnet sein, was bedingt, daß der Außendurchmesser des Ventilköroers eine beträchtliche Größe aufweist.

Da außerdem die Gewindebohrungen axial ausreichend tief sein müssen, um die erforderlichen Befestigungskräfte im Zusammenwirken mit den Schrauben ausüben zu können, wird auch die axiale Länge des Ventükörpers ■> an dem die Kolbenplatte und die Membran festlegenden Teil zwangsläufig groß. Die dadurch gegebene Montage der Kolbenplatte und der Membran am Ventilkörper ist nicht nur konstruktiv sowie zeitlich aufwendig, sondern weist auch den weiteren Nachteil auf, daß die Köpfe der

K) die Kolbenplatte und die Membran festlegenden Schrauben von der Vorderseite der Kolbenplatte her vorstehen, was bei Anordnung zusätzlicher Elemente, beispielsweise von Reaktionshebeln und einer Lagerplatte, eine weitere Dimensionsvergrößerung des Kraftverstärkers in axialer Richtung zur Folge hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den pneumatischen Kraftverstärker der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, daß die Kolbenplatte und die Membran leicht und schnell bei geringem konstruktiven Aufwand am Ventilkörper festgelegt werden können, wobei gleichzeitig auch eine luftdichte Festlegung des Ventükörpers an der Membran ermöglicht sein soll, ohne daß es erforderlich ist, spezielle, die Abmessungen des Kraftverstärkers vergrößernde Befestigungselemente hierfür vorzusehen.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruch 1.
Bei dem pneumatischen Kraftverstärker gemäß der Erfindung wird es durch die jeweils identische, jedoch unrunde Ausgestaltung von Stirnflansch des Ventükörpers und Durchgangsbohrung der Kolbenplatte ermöglicht, den Stirnflansch durch die Durchgangsbohrung der Kolbenplatte im miteinander fluchtenden Zustand

-S5 hindurchzuführen und die Durchgangsbohrung der Kolbenplatte, nachdem eine Relativverdrehung zwischen Kolbenplatte und Ventilkörper stattgefunden hat, hintergreifen zu lassen. Dadurch wird nicht nur in einfacher und schneller Weise, ohne daß gesonderte

■ίο Befestigungsmittel erforderlich sind, der Ventilkörper an der Kolbenplatte festgelegt, sondern gleichzeitig auch die Membran zwischen Ventilkörper und Kolbenplatte luftdicht festgeklemmt. Dieses Festklemmen der Membran zwischen den beiden Flanschen des Ventilkörpers erfolgt selbstverständlich in einem Zustand der Membran, in dem diese mit ihrem äußeren Umfangsteil noch nicht zwischen den beiden Gehäuseteilen des Kraftverstärkers festgelegt ist. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Membran bei der Relativverdrehung zwischen Kolbenplatte und Ventilkörper übermäßig beansprucht wird und reißt.

In jedem Fall sind zur Festlegung der Kolbenplatte und uer Membran am Ventilkörper keinerlei Schrauben oder dgl. Befestigungsmittel erforderlich, daß die Festlegung der genannten Teile am Ventilkörper, d. h. das Einspannen zwischen den beiden Ventilkörperflanschen, lediglich mittels einer Relativverdrehung zwischen Ventilkörper und Kolbenplatte bzw. Membran erfolgt. Da demgemäß keinerlei Gewindebohrungen im

w) Ventilkörper erforderlich sind, können auch der Außendurchmesser und die axiale Tiefe des die Kolbenplatte und die Membran haltenden Teiles des Ventükörpers gering sein, so daß ein in seiner Größe kompakter Kraftverstärker erzielt wird, der keinerlei

"5 Probleme hinsichtlich einer Beanspruchungskonzentration um Gewindebohrungen herum aufwirft.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den UnteranrjDrüchen enthalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Kraftverstärker im Längsschnitt;

F i g. 2 eine Ansicht gemäß Linie X-X nach F i g. 1 auf den Ventilkörper und die Kolbenplatte in montiertem Zustand, wobei der Deutlichkeit halber Realitionshebel und Lagerplatte weggelassen sind;

Fig. 3a, b in einer der Fig. 2 ähnlichen Darstellung weitere Ausgestaltungen des Stirnflansches des Ventilkörpers und der Durchgangsbohrung der Kolbenplattt;

Fig.4 einen Teilquerschnitt durch den inneren Ringteil der Membran und

Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch eine Abwandlung eines Kraftverstärkers nach Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der dargestellte Kraftverstärker ein Gehäuse 1 auf, das aus zwei Gehäuseteilen la, \b besteht. Im Gehäuseteil \b ist verschieblich ein Ventilkörper 2 angeordnet, der durch eine Dichtung 2' abgedichtet ist. Nahe einer Kolbenplatte 3 ist eine Membran 4 angeordnet, die das Innere des Gehäuses 1 in zwei Kammern A, ^unterteilt und mit der Kolbenplatte 3 zur Bildung eines Differenzdruckes zwischen den Kammern A, B zusammenwirkt. Der Ventilkörper 2 ist an seinem linken Ende gemäß Fig. 1, d. h. auf der Hauptzylinderseite, mit einem Stirnflansch 2a versehen, der in der aus Fig.2 ersichtlichen Weise einen von der Kreisform abweichenden Außenumfang aufweist. Die Kolbenplatte 3 besitzt eine mittige Durchgangsbohrung 3a, die eine mit dem Außenumfang des Stirnflansches 2a des Vetitilkörpers 2 übereinstimmende Form hat. Die Ausgestaltung der Durchgangsbohrung 3a und des Stirnflansches 2a sind so gewählt, daß die Durchgangsbohrung 3a der Kolbenplatte 3 den Stirnflansch 2a des Ventilkörpers 2 nur dann aufnehmen kann, wenn sie sich in einer bestimmten Winkellage relativ zueinander befinden und axial miteinander fluchten. Wie aus Fig.2 ersichtlich, weisen die Durchgangsbohrung 3a und der Stirnflansch 2a die Form eines regelmäßigen Vierecks mit abgeflachten Ecken auf, können aber auch die Form gemäß F i g. 3a oder b sowie jede andere gewünschte, von der Kreisform abweichende Gestalt besitzen.

An den Stirnflansch 2a des Ventilkörpers 2 schließt sich ein Schaftteil 2b verringerten Durchmessers an, das eine ausreichend große Axiallänge aufweist, um die Kolbenplatte 3 aufnehmen zu können. Die Querschnittsform des Schaftteiles 2b läßt eine Winkeldrehung der Kolbenplatte 3 zu, wobei der Querschnitt des Schaftteiles 2b vorzugsweise dem eingeschriebenen Kreis der vom Stirnflansch ta oder der Durchgangsbohrung 3a gebildeten Form entspricht. An das Schaftteil 2b des Ventilkörpers schließt sich ein Ringflansch 2can, der mit dem Stirnflansch 2a derart zusammenwirkt, daß die Membran 4 und die Kolbenplatte 3 zwischen ihnen einspannbar sind. Wie aus Fig.4 ersichtlich, weist die Membran 4 im Bereich ihrer inneren Umfangsfläche einen axial vorspringenden Ringvorsprung 4a auf, der aufgrund der ausgeübten Klemmkräfte zusammendrückbar ist.

Zur Durchführung der Montage wird die Membran 4 auf dem Schaftteil 2b des Ventilkörpers 2 angeordnet und liegt dann mit ihrem inneren Umfangsteil dem Ringflansch 2c des Ventilkörpers 2 an. Danach wird der Stirnflansch 2a des Ventilkörpers 2 in die Durchgangsbohrung 3a der Kolbenplatte 3 eingeführt, wobei deren Relativwinkelstellungen in Übereinstimmung miteinander stehen. Sodann wird die Kolbenplatte 3 axial zum Ventilkörper 2 gegen die von der Membran 4 ausgeübte elastische Kraft in Richtung des Ringflansches 2c gedrückt. Nachdem der Stirn flansch 2a die Durchgangsbohrung 3a passiert hat, werden die Kolbenplatte 3 und der Ventilkörper 2 relativ zueinander verdreht, und zwar um einen Winkel von vorzugsweise 45° bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2. Danach sind die inneren Umfangsteile von Membran 4 und Kolbenplatte 2 aufgrund der Elastizität der Membran 4 am Ventilkörper 2 festgelegt.

ίο Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist anstelle des Ringvorsprunges 4a der Membran 4 an der Kolbenplatte 3 ein axial vorspringender Ringvorsprung Ib vorgesehen, so daß das innere Umfangsteil der Membran 4 durch diesen Ringvorsprung 3b zusammengedrückt und damit der gleiche Effekt erzielt wird.

Der beschriebene Kraftverstärker arbeitet folgendermaßen:

Wenn ein mit einem nicht dargestellten Bremspedal oder dgl. verbundenes Betätigungsglied 5 unbetätigt ist, sind der Ventilkörper 2 und die Kolbenplatte 3 durch eine Druckfeder 6 nach rechts gemäß F i g. 1 gedrückt, so daß Anschläge 4' der Membran 4 an der Innenwand des Gehäuseteils \b anschlagen. Die über einen Einlaßstutzen 7 mit einer Vakuumquelle, beispielsweise einem Ansaugstutzen eines Motors, verbundene Kammer A steht mit der Kammer flin Verbindung, und zwar über eine Bohrung 8' einer Lagerplatte 8, einen' zwischen Reaktionshebeln 9 gebildeten Zwischenraum, einen im Ventilkörper 2 vorgesehenen Durchlaß 1!,

jo einen Zwischenraum zwischen einem Ventilsitz 12 des Ventilkörpers 2 und einer mit dem Ventilsitz 12 zusammenwirkenden Dichtung 13, eine Kammer 14 und einen Durchlaß 15, so daß in beiden Kammern A. ßder gleiche Unterdruck aufrechterhalten ist. Das hat zur

!5 Folge, daß sich die Membran 4 und damit auch der Ventilkörper 2 nicht bewegen.

Wenn das Betätigungsglied 5 durch Niederdrücken des Bremspedals oder dgl. gegen die Kraft einer Feder

16 nach links gemäß F i g. 1 bewegt wird, verschiebt sich •ίο auch die Dichtung 13 relativ zum Ventilkörper 2 nach links und kommt in Eingriff mit dem Ventilsitz 12, wodurch die Verbindung zwischen den Kammern A, B unterbrochen wird. Wenn das Betätigungsglied 5 weiter nach links gedrückt wird, wird ein Ventilsitz 17' eines sich zusammen mit dem Betätigungsglied 5 entlang der Mittelöffnung des Ventilkörpers 2 bewegenden Kolbens

17 von der Dichtung 13 weg bewegt, so daß eine Kammer 18 über die Kammer 14 und den Durchlaß 15 in Verbindung mit der Kammer B gebracht wird. Die Kammer 18 steht über einen Einlaß 19' einer Manschette 19 und eine Reihe von Luftfiltern 20 mit der Atmosphäre in Verbindung, so daß sich der Druck in der Kammer B dem Atmosphärendruck annähert. Dies bewirkt eine Druckdifferenz zwischen den Kammern A, B und hat zur Folge, daß sich die Membran 4, der Ventilkörper 2 und die Ko'benplatte 3 zusammen nach links gemäß Fig. 1 bewegen. Die Kolbenplatte 3 betätigt mittels der Reaktionshebel 9 und der Lagerplatte 8 eine Kolbenstange 21, die ihrerseits auf einen

w) Kolben eines nicht dargestellten, am linken Ende des Kraftverstärkers z. B. angebrachten Hauptbremszylinders einwirkt.

Wie im übrigen auch noch aus Fig. 1 ersichtlich, ist das radial äußere Kantenteil der Reaktionshebel 9

»■> zwischen der Kolbenplatte 3 und einem Ringvorsprung 8a der Lagerplatte 8 festgeklemmt, wobei zwischen der Kolbenplatte 3 und den Reaktionshebeln 9 ein Plattenelement 22 aus elastischem Material angeordnet

ist. Dieses weist eine Vielzahl von in gleichem Umfangsabstand zueinander angeordneten Vorsprüngen 22a auf, die an den Reaktionshebeln 9 anschlagen können, wodurch das radial innere Randteil der Reaktionshebel 9 normalerweise in vorbestimmten Abstand zu einer Schulter 17a des Kolbens 17 gehalten wird.

Wenn die auf das Betätigungsglied 5 ausgeübte Kraft verringert wird, wird zwischen dem Ventilsitz 12 des Ventilkörpers 2 und der Dichtung 13 ein Zwischenraum geschaffen, so daß der Druck in der Kammer B a des Unterdruckes in der Kammer A abnim dadurch ein Gleichgewicht zwischen der Reaktk der Kolbenstange 21, den entsprechenden Feder dem Differenzslück in den Kammern A, B und das Betätigungsglied 5 ausgeübten Kraft erreic Wenn dann die auf das Betätigungsglied 5 au Kraft auf Null reduziert wird, kehrt der Kraftvei in seine Ruhestellung gemäß F i g. 1 zurück.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pneumatischer Kraftverstärker, insbesondere Bremskraftverstärker für Fahrzeuge, mit zwei einander benachbarten Kammern, die durch eine bewegliche Wand in Form einer eine mittige Bohrung aufweisenden Membran abgegrenzt und über eine Ventileinrichtung hinsichtlich ihrer Druckbeaufschlagung steuerbar sind, wobei die Ventileinrichtung einen Ventilkörper aufweist, der mit dem Mittelteil einer der Membran benachbarten, mit einer mittigen Durchgangsbohrung versehenen Kolbenplatte verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenplatte (3) und die Membran (4) zwischen zwei am Mantelumfang des Ventilkörpers (2) in axialem Abstand voneinander angeformten, die Kolbenplatte (3) und die Membran (4) verklemmenden Flanschen (2a, 2c) eingespannt sind, von denen einer einen Stirnflansch (2a) am Ventilkörper (2) bildet, daß dieser Stirnflansch (2a) einen von der Kreisform abweichenden Außenumfang aufweist und die Durchgangsbohrung (3a) der Kolbenplatte (3) eine mit dem Außenumfang des Stirnflansches (2a) des Ventilkörpers (2) übereinstimmende Form hat und daß die Einspannung von Kolbenplatten (3) und Membran (4) zwischen den Flanschen (2a, 2c) am Ventilkörper (2) derart herstellbar ist, daß nach in deckungsgleicher Lage von Stirnflansch (2a) und Durchgangsbohrung (3a) der Kolbenplatte (3) erfolgten Anbringen von Kolbenplatte (3) und Membran (4) am Ventilkörper (2) diese Teile (3, 4) am Ventilkörper (2) durch eine zwischen Kolbenplatte (3) und Ventilkörper (2) stattfindende Relativdrehung festlegbar sind.

2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnflansch (2a) des Ventilkörpers (2) und die Durchgangsbohrung (3a) der Kolbenplatte (3) die Form eines regelmäßigen Vielecks aufweisen, dessen eingeschriebener Kreis dem Querschnitt des zwischen den Flanschen (2a, 2c) am Ventilkörper (2) gelegenen Schaftteiles (2b) des Ventilkörpers (2) entspricht.

3. Kraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) im Bereich ihrer inneren Umfangsfläche einen axial vorspringenden Ringvorsprung (4a^aufweist.