DE2525398C3 - Durch Fluiddruckunterschied betätigbarer Kraftverstärker, insbes. für Fahrzeugbremsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem bekannten Kraftverstärker dieser Gattung (DE-OS 23 16 894) weist die Kippauflagerplatte einen runden Außenumfang auf. Durch die kreissektorförmige Form der einzelnen unmittelbar von einer Membran belasteten Biegeplatten und durch die gleichmäßige Druckbelastung der Membran bei Betätigung des Kraftverstärkers ergibt sich insgesamt eine konische Verformung des Plattenverbandes der Biegeplatten, wobei sich jede Biegeplatte schaufeiförmig verformt, d. h. jede Biegeplatte erfährt eine Verformung um ihre senkrechte Mittelachse in der Weise, daß zu Beginn der Betätigung des Verstärkers jeder Kreissektor sich im Bereich seiner radialen Flanken an der Kippauflagerplatte abstützt und die Abstützpunkte dann mit zunehmender Belastung zur Mittelachse hin wandern. Ein solches Verhalten führt bei der bekannten kreisförmigen Gestaltung des Kippauflagers dazu, daß sich die Obersetzungsverhältnisse der biegeelastischen Platten im Verlauf der Betätigung des Verstärkers verändern, so daß die Übersetzungscharakterstik des Verstärkers in erheblichem Maße vom angestrebten linearen Verlauf abweicht

Diese Problematik tritt bei anderen bekannten, durch Fluiddruckunterschied betätigbaren Kraftverstärkern nicht auf, bei denen kreissektorförmige Platten nicht als Abstützung für einen Membran, sondern nur als Hebel dienen, die an ihrem radial inneren Ende von einem Steuerkolben und an einem radial außen gelegenen Angriffspunkt von einem Tellerkolben belastet werden, der im Gegensatz zu einer Membran starr ist. Aus der DE-OS 21 36 252 ist ein Kraftverstärker bekannt, bei dem solche Hebel als Wiegepunkt und als Angriffspunkt der vom tellerförmigen Kolben aufgebrachten Hilfskraft je eine geradlinige, sich im rechten Winkel zur radialen Mittellinie des Hebels erstreckende Ausbuchtune aufweisen. Aus dem DE-GM 72 46 637 ist ferner ein Bremskraftverstärker bekannt bei dem zwei einander diametral gegenüberliegende zweiarmige Hebel von gleichbleibender Breite sich an je einer geraden Kante einer am kraftabgebenden Teil befestigten Platte abstützen, so daß sie um diese Kante kippbar sind, während sie an ihrem radial inneren Ende von einem Steuerkolben und an ihrem radial äußeren Ende von einem Tellerkolben belastet werden. Wegen der Starrheit von Steuer- und Tellerkoiben und der damit

ίο zusammenhängenden punktförmigen Belastung der zweiarmigen Hebel ist in beiden bekannten Fällen eine schaufeiförmige Verformung der Hebel nicht zu erwarten und wäre, wenn sie dennoch auftreten würde, ohne Einfluß auf das Übersetzungsverhältnis der bekannten Kraftverstärker.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftverstärker der im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebenen Gattung, also einen Kraftverstärker mit einer Membran, die einen Verband aus kreissektorförmigen, biegeelastischeri Platten flächenhaft belastet derart weiterzubilden, daß der Verlauf des Übersetzungsverhältnisses der biegeelastischen Platten bei der Betätigung des Kraftverstärkers möglichst wenig von einem angestrebten linearen Verlauf abweicht

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst

Diese Merkmale bewirken, daß schaufeiförmige Verformungen der kreissektorförmigen Platten unter der flächenhaften Druckeinwirkung der Membran ohne Einfluß auf die Hebelarme der Platten bleiben, so daß deren Übersetzungsverhältnis unverändert bleibt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch einen Kraftverstärker nach der Erfindung;

F i g. 2 eine Vorderansicht der Kippauflagerplatte des Kraftverstärkers gemäß F i g. 1 und

F i g. 3 den Schnitt A-A in F i g. 2.

Zum dargestellten Kraftverstärker gehört ein Gehäuse 10, das aus zwei zylindrischen glockenförmigen Gehäuseteiler. 12 und 14 zusammengesetzt ist. Die Gehäuseteile 12 und 14 weisen an ihrem Außenumfang je einen radial nach außen gerichteten Flansch 16 bzw. 18 mit je einem Wulstteil 20 bzw. 22 auf; zwischen den Wulststellen ist eine verdickte Außenumfangskante 23 einer elastischen Membran 24 eingeklemmt die dazu dient, das Innere des Gehäuses 10 in zwei Fluidkämmern 26 und 28 zu unterteilen.

Der Kraftverstärker weist ferner ein Tellerventil 31 auf, zu dem ein im wesentlichen zylindrisches Ventilgehäuse 32 gehört, dessen Innenbohrung 34 in Achsenrichtung des Gehäuses IO verläuft. Die Innenbohrung 34 weist drei im Durchmesser verschiedene Bohrungsabschnitte 36, 38 und 40 auf, von denen der hintere, in Fig. 1 äußerste rechte Bohrungsabschnitt 36 den größten, der vordere Bohrungsabschnitt 40 den kleinsten Durchmesser hat. Die Bohrungsabschnitte 38 und 40 sind durch eine Schulter 42 voneinander getrennt während die Bohrungsabschnitte 36 und 38 über eine kegelstumpfförmige Fläche 44 aneinander angeschlossen sind, welche in Richtung auf den vorderen Teil des Kraftverstärker, d. h. in F i g. 1 nach

<>' links, konisch nach innen verläuft. Im Bohrungsabschnitt 40 ist ein zylindrisches Druckstück 46 verschieblich aufgenommen, in dessen hinterem Ende eine Kugelpfanne zur Aufnahme einer entsprechenden Kugel am

vorderen Ende einer Ventilbetätigungsstange 48 ausgebildet ist. Das vordere Ende des Druckstückes 46 reicht übsr den Bohrungsabschnitt 40 hinaus und greift an den radial inneren Enden einer Vielzahl von in einer radialen Ebene angeordneten biegeelastischen, kreisstktorförmigen Platten 5Γ an, die zusammen einen Plattenverband 52 bilden.

Die nach hinten weisende Fläche der Platten 51 dient als Anlagefläche für einen radial gerichteten Teil der elastischen Membran 24. Die Enden der äußeren Abschnitte der Platten 51 stützen sich an einem Flanschring 54 ab, der in einen axial gerichteten Teil 56 der elastischen Membran 24 eingesetzt ist, über den die Außenumfangskante 23 der Membran 24 mit deren vorerwähntem radial gerichteten Teil verbunden ist

Im mittleren Bohrungsabschnitt 38 des Vemtilgehäuses 32 ist ein in Achsenrichtung flexibles Ventilverschlußglied 60 angeordnet, dessen verdicktes Ende mit einem ersten Halteglied 62 gegen die nach vorn sich verjüngende^ kegelstumpfförmige Fläche 44 äc, Innenbohrung sicher festgeklemmt ist Eine auf das Halteglied 62 wirkende Schraubenfeder 66 stützt sich an einer Hülse 68 ab, die an der Ventübetätigungsstange 48 befestigt ist, und drängt somit diese in Richtung des hinteren Teils des Kraftverstärkergehäuses IO in ihre Ruhestellung. Das vordere Ende des Ventilverschlußgliedes 60 ist ebenfalls verdickt und weist eine ebene, radial gerichtete Fläche 70 auf, die sowohl mit einem von der Schulter 42 gebildeten äußeren zylindrischen Ventilsitz 72 als auch mit einem inneren zylindrischen Ventilsitz 74 zusammenzuwirken vermag, der am hinteren Ende des Druckstückes 46 ausgebildet ist. Im Innern des vorderen verdickten Endes des Ventilverschlußgliedes 60 ist ein im wesentlichen ringförmiger Versteifungsring 76 eingeschlossen. Zwischen dem vorderen verdickten Teil des Ventilverschlußgliedes 60 und einem nach innen gerichteten Flanschten 79 eines zweiten Haltegliedes 162 ist eine axialgerichtete Schraubenfeder 78 wirksam, die den vorderen verdickten Teil des Ventilverschlußgliedes 60 in Richtung auf die genannten Ventilsitze 72 und 74 drängt, während das zweite Halteglied 162 selbst durch die Schraubenfeder 66 nach links in Anlage an einer Schulter am ersten Halteglied 62 gedrängt ist

Das hintere Ende der Innenbohrung 34 des Ventilgehäuses 32 ist ans Freie angeschlossen, während der Ventilsitz 72 mit der vorderen Kammer 28 des Kraftverstärkergehäuses 10 über einen Kanal 82 in einem vorderen veidickten Teil 84 des Ventilgehäuses 32 und über Zwischenräume zwischen den Platten 51 in Verbindung steht. Die hintere Kammer 26 des Kraftverstärkergehäuses 10 ist an eine Kammer 86 angeschlossen, die sich im verdickten Teil 84 des Ventilgehäuses 32 befindet und vor dem Ventilsitz 72 liegt.

An ihrer nach vorn weisenden Seite und an zwischen ihren Enden liegenden Stellen greift an den Platten 51 ein Kippauflager 88 an, das an oder nahe dem Außenumfang einer Kippauflagerplatte 90 ausgebildet ist, welche in ihrem Zentrum an einem stangenförmigen, kraftabgebenden Teil 92 aufgenommen ist Das vordere Ende des kraftabgebenden Teils 92 tritt durch eine fluiddichte Stopfbüchse 98 hindurch aus der vorderen Endwand des Gehäuseteils 14 aus. Die Kippauflagerplatte 90 ist von einer Schraubenfeder 100, die sich an ihr und an der radial gerichteten Innenfläche des Gehäuseteils 14 abstützt, in Richtung auf den Plattenverband 52 gedrängt.

Der Kraftverstärker weist die in Fig.2 und 3 dargestellte Kippauflagerplatte 90 auf, die in Vorderansicht Sechseckgestalt hat Die sechs Kanten 90a bis 90/ der Kippauflagerplatte 90 bilden gerade Kippauflager, um die je eine Platte 51 kippbar ist Die Kippauflagerplatte 90, kann, je nach Anzahl der zum Verband gehörigen Platten 51, mehr als sechs Kanten aufweisen.

Jede der Kanten 90a bis 90/der Kippauflagerplatte 90 erstreckt sich rechtwinklig zur Längsachse dp- zugehörigea Platte 51 und parallel zur Ebene dieser Platte 51, so daß jede Platte 51 um die ihr zugeordnete Kante 90a bis 90/schwenken kann, ohne daß in ihrem wirksamen Schwenkradius und damit in ihrem wirksamen Momentenhebel irgendeine Veränderung eintritt Somit läßt sich für den Kraftverstärker eine im wesentlichen geradlinig verlaufende Betriebscharakteristik erzielen.

Zur Aufnahme der radial inneren Enden der Platten 51 ist an dem kraftabgebenden Teil 92 gleichachsig ein im wesentlichen glockenförmiger Aufnahmering 102 angeordnet der mit seiner Basis an der Kippauflagerplatte 90 anliegt Am hinteren Ende des Aufnahmeringes 102 ist ein radial nach außen gerichteter Flansch 108 ausgebildet der mit dem vorderen Ende des Ventilgehäuses 32 über an ihm selbst und an diesem ausgebildete Innen- und Außengewinde starr verbunden ist Die Platten 51 dringen frei durch entsprechende, im glockenförmigen Aufnahmering 102 mit Zwischenabstand in Umfangsrichtung ausgebildete Aussparungen 101 hindurch. Nachdem die Platten 51 durch die Aussparangen 101 hindurch eingesetzt wurden, werden sie radial mit einem Haltering 114 fixiert der im Aufnahmering 102 aufnehmbar ist und Arme aufweist die durch in den Platten 51 ausgebildete Aufnahmelöcher hindurchsteckbar sind.

Der Aufnahmering 102 dient ebenfalls zur Lagefixierung des radial inneren Endes der Membran 24 gegenüber dem Ventilgehäuse 32, indem er zwischen sich und dem Ventilgehäuse 32 einen nach innen gerichteten Wulstteil 117 der Membran 24 einklemmt.

Um die mögliche Bewegung der Platten 51 parallel zur Achse des Kraftverstärkers zu begrenzen, ist an jeder Platte 51 durch Stanzen eine Nase 120 ausgebildet die hinter der radial äußersten Kante der Kippauflagerplatte 90 angreift, um eine mechanische Verbindung zwischen den Platten 51 und der Kippauflagerplatte 90 herzustellen.

Die Arbeitsweise des vorbeschriebenen Kraftverstärkers ist wie folgt:

Im unbetätigten Zustand des Kraftverstärkers ist das

so Druckstück 46 aufgrund der von der Feder 66 ausgeübten Kraft entsprechend F i g. 1 nach rechts verdrängt, so daß der Ventilsitz 74, der am Druckstück 46 ausgebildet ist, an der Fläche 70 des Ventilverschlußgliedes 60 angreift und dieses nach rechts drängt In diesem Zustand sind die beiden Kammern 26 und 28 im Innern des Gehäuses 10 durch das von der Fläche 70 und vom Ventilsitz 74 gebildete erste Tellerventil gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen und stehen über den Kanal 82 und die Kammer 86 sowie über ein geöffnetes zweites Tellerventil, das vom anderen Ventilsitz 72 und von der Fläche 70 des Ventilverschlußgliedes 60 gebildet ist, miteinander in Verbindung. In diesem Zustand des Kraftverstärker sind beide Kammern 26 und 28 über einen Vakuum-Anschluß 119 an Unterdruck

h> angeschlossen. Der Kraftverstärker befindet sich in seinem Vakuum-Schwebezustand.

Eine Verstellung der Ventübetätigungsstange 48 nach links, beispielsweise durch Betätigen eines Pedals,

bewirkt, daß das Druckstück 46 diese Bewegung mitmacht. Während dieser Bewegung bleibt das erstgenannte Tellerventil durch die Wirkung der Schraubenfeder 78 geschlossen. Schließlich kommt die Fläche 70 des Ventilverschlußgliedes 60 zur Anlage am Ventilsitz 72, so daß das zweitgenannte Tellerventil schließt und dadurch die beiden Kammern 26 und 28 voneinander trennt. Bei weiterer Verstellung des Druckstückes 46 nach links löst sich der Ventilsitz 74 von der Fläche 70, wobei er das erstgenannte Tellerventil öffnet und die hintere Kammer 26 mit der Außenluft verbindet. Der auf diese Weise über der Membran 24 erzeugte Druckunterschied verstellt dann

die Membran 24 und den Plattenverband 52 gegen die Kraft der Schraubenfeder 100 nach links, wobei diese Bewegung über die Kippauflagerplatte 90 auf da; kraftabgebende Teil 92 übertragen wird.

Die als Folge des Druckunterschiedes am Platlenver band 52 aufgetragenen Kräfte bewirken eine konische Verformung des Plattenverbandes 52 am Kippauflagei 88. Der Plattenverband 52 übt dadurch eine nach hinter gerichtete Reaktionskraft aus, die sich dem Druckstücl· 46 und damit der Veniilbetätigungsstange 48 mitteil und sich als sogenannter Bremsbetätigungswiderstanc bemerkbar macht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Durch Fluiddruckunterschied betätigbarer Kraftverstärker, insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen, dessen kraftgebendes Teil durch den Fluiddruckunterschied verstellbar ist, welcher auf eine durch eine Membran gebildete bewegliche Innenwand aufgebracht wird, die den Kraftverstärker in zwei Fluidkämmern unterteilt, wobei die Membran an einer Vielzahl von biegeelastischen, kreissektorfönnigen Platten anliegt, die sich an einem krafteinleitenden Teil abstützen, der die Platten in Ümfangsrichtung in regelmäßigen Abständen voneinander und in radial festgelegten Stellungen hält, mit einer am kraftabgebenden Teil gleichachsig zu diesen und den biegeelatischen platten angeordneten Kippauflagerplatte, um die die biegeelastischen Platten während der Betätigung des Kraftverstäikers -verformbar sind derart, daß der gesamte Verband der biegeelastischen Platten ein konisches Gebilde ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Kippauflagerplatte (90) als Kippauflager für die biegeelastischen Platten (51) eine Vielzahl von geraden Kanten (90a, b, c, d, f) aufweist von denen jede einer biegeelatischen Platte (SI) zugeordnet ist