DE2717550A1

DE2717550A1 - Pneumatischer kraftverstaerker

Info

Publication number: DE2717550A1
Application number: DE19772717550
Authority: DE
Inventors: Koyoshi Tateoka
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1976-04-20
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1977-11-03
Also published as: BR7702524A; US4192220A; GB1568293A; ES457949A1; JPS52141584U

Description

Liedl, Until. Zeitler

Pstintanwälte b, V ..·■:.'-.-- ^ο ? ■ ♦ p i η s d η r f s t r a B e 21 - 22 Telefon O B 9 / 298462

TOKICO LTD.
6-3, Fujimi 1-chome, Kawasaki-ku, Kawasaki-Ehi, Kauagawa-ken/Japan

Pneumatischer Kraftverstärker

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Kraftverstärker gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein derartiger pneumatischer Kraftverstärker kann überall da zur Anwendung gelangen, wo eine Kraftverstärkung ei zielt weiden soll. Insbesondere betrifft die Erfindung daher einen pneumatischen Kraftverstärker zur Anwendung bei Fahrzeugbrems sy stemen.

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Ein bekannter pneumatischer Kraftverstärker der gattungsgemäßen Art ist versehen mit einer beweglichen Membran, die das Innere eines Gehäuses oder Hauptkörpers in zwei Kammern unterteilt, einer Vielzahl von Reaktionshebeln, die eine auf die Membran einwirkende Differenzdruckkraft aufnehmen und über eine Kolbenplatte auf eine an einer Seitenfläche der Membran angeordnete Ausgangsstange übertragen, und mit einer Eingangsstange in Form eines Betätigungsgliedes, das an der anderen Seitenfläche der Membran über einen Kolben c'ie sich von der Differenzdruckkraft ergebende Reaktionskraft von den Reaktionshebeln aufnimmt.

Üblicherweise ist die Ausgangs stange verschieblich in den Kolben eingeführt, der als ein das innere Ende der Ausgangsstange lagerndes Lager wirkt. Es ist daher die Ausgangsstange der Gefahr unterworfen, aus dem Kolben herausfallen zu können, wenn der pneumatische Kraftverstärker als Einheit betätigt oder wenn er zusammengebaut oder transportiert wird. Derartige Zustände bzw. Gefahren müssen jedoch unter allen Umständen verhindert werden, da die inneren Bauteile des Kraftverstärkers beschädigt werden würden, wenn dieser unter der genannten Bedingung, d. h. bei herausgefallener Ausgangsstange, betätigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den pneumatischen Kraftverstärker der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten, daß die Ausgangsstange unter keinen Umständen unbeabsichtigt aus dem Kraftverstärker herausverschoben werden kann und daher der Kraftverstärker zuverlässig montiert oder transportiert werden kann.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.

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Der pneumatische Kraftverstärker gemäß der Erfindung weist auf ein Gehäuse, einen Arbeitskolben mit einer elastisch federnden Membran, die das Innere des Gehäuses in zwei Kammern unterteilt, eine Eingangsstange in Form eines Betätigungsgliedes zum Betätigen eines Ventilmechanismus, um einen Differenzdruck zwischen den beiden Kammern zu erzeugen, und eine Ausgangs stange, welche die Differenzdruckkraft vom Arbeitskolben aufnimmt, wobei das innere Ende der Ausgangsstange verschieblich an einem arbeitskolbent-eitigen Teil mit Zapf en-Fassungs-Eingriff aufgenommen und im Za : anteil eu;e zum Eingriff mit einer Klammer vorgesehene Nut angeo> anot ist, so daß hierdurch zwischen dem Zapfenteil und dem Fassungsteil ein vorbestimmtes Ausmaß einer T^elatiwerschiebebewegung ermöglicht ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt ii\:

F ie. 1 teilweise geschnitten in Seitenansicht den pneumatischen Kraftverstärker;

Fig. 2 vergrößert im Schnitt das Detail A gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie ΠΙ-ΠΙ nach Fig. 2;

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform des Details A im Längsschnitt und

Fig. 5 im Querschnitt gemäß Linie V-V nach Fig. 4;

Fig. 6 eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Details A im Längsschnitt und

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Fig. 7 im Querschnitt gemäß Linie VII-VII nach Fig. 6 sowie

Fig. 8 im Längsschnitt eine weitere abgewandelte Ausführungsform des pneumatischen Kraftverstärkers.

Der pneumatische Kraliverstärker gemäß l· ig. 1 weist ein Gehäuse 1 auf, das aus zwei cassenförmigen Teilen oder einer Vorderschale 2 und einer Hinterschale 3 gefertigt ibt, die miteinander verbunden sind, wobei zwischen diese der Außenn ifang einer elastischen Membran 4 geklemmt ist. Die Membran 4 und ein hiermit verbundener Ventilme chanismus wirken derart miteinander zusammen, daß das Innere des Gehäuses 1 in eine vordere Kammer 5 und eine hintere Kammer 6 unter teilt wird. Mit dem Gehäuse 1 ist eine Leitung 7 verbunden, die die vordere Kammer 5 mit einer Vakuumquelle, beispielsweise dem Ansaugstutzen eines Fahrzeugmotors, verbindet.

Ein Betätigungsglied 8 ist an seinem aus dem Gehäuse 1 herausragenden rechten Ende gemäß Fig. 1 mit einem nicht dargestellten Bremspedal und an seinem anderen Ende mit einem Kolben 10 verbunden, der verschieblich in ein Zylinderteil 9a eines Ventilkörpers 9 eingepaßt ist.

An den rechten Enden gemäß Fig. 1 des Kolbens 10 und des Zylinderteils 9a des Ventilkörpers 9 ist jeweils ein Ventilsitz 10a bzw. 9a bzw. 9b vorgesehen. Weiterhin ist ein aus elastischem Material bestehendes und unter der Wirkung einer Feder 11 stehendes Tellerventil 12 vorgesehen, das derart wirkt, daß es wahlweise mit den Ventilsitzen 10a, 9b in Berührung gebracht und hiervon getrennt werden kann. Die Ventilsitze 10a, 9b und das Tellerventil 12 bilden den oben erwähnten Ventilmechanismus.

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In der aus Fig. 1 ersichtlichen unbelätigten Stelluag des pneumatischen Kraftverstärkers schlägt das Tellerventil 12 am Ventilsitz 10a an und ist vom Ventilsitz 9b gelöst. Die vordere Kammer 5 steht über im Ventilkörper 9 vorgesehene axiale und radiale Durchlässe 9c, 9d mit der hinteren Kammer 6 in Verbindung. Die Kammern 5, 6 sind gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen, wobei das Innere des Ventilkörpers 9 an der rechten Seite des Ventilkörpers 12 ständig mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Der Innenumfang der Membran 4 und der Innenumfang einer Kolbenplatte 13 sind auf den Außenumfang des Ventilkörpers 9 aufgepaßt und dort befestigt. Die Kolbenplatte 13 kann sich zusammen mit der Membran 4 bewegen und die auf die Membran 4 einwirkende Differenzdruckkraft aufnehmen.

An der linken Seite der Kolbenplatte 13 ist eine Metallplatte 14, die vorspringende und vertiefte Teile aufweist, angeordnet, wobei ihr Innenumfang 14a auf den Ventilkörper 9 aufgepaßt ist. Die Metallplatte 14 weist nicht dargestellte Halteklinken auf, die durch Ausschneiden und entsprechendes Ausbiegen von Teilen der Metallplatte 14 derart gebildet sind, daß diese Teile aus der Ebene der Metallplatte 14 herausragen und stangenförmige Glieder 15 halten, die als Schwenkstellen bzw. Schwenkpunkte für eine Schwenkbewegung von Reaktionshebeln 16 dienen.

Die Reaktionshebel 16 sind ganz allgemein rechteckig geformte Platten, wobei eine Vielzahl dieser Reaktionshebel 16 (drei bei der beschriebenen Ausführungsform) radial in bezug auf den Kolben 10 verlaufend angeordnet sind und mit ihren vorderen Endteilen 16a jeweils in Eingriff mit den Mittelteilen der stangenförmigen Glieder 15 stehen, während die Basisendteile 16b der Reaktionshebel 16 jeweils in Eingriff mit dem linken Ende des Kolbens 10 stehen.

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Eine ganz allgemein tassenförmig ausgebildete Deckplatte 17 wird durch eine Rückholfeder 18, die zwiseiict, dem außei-ea iJmfangsteil der Deck platte 17 und der inneren Seitenwand der Gohäusevorderschale 2 wirkt, nach rechts gemäß Fig. 1 gedrückt und überträgt aiet>e nach rechts ge richtete Kraft auf die Kolbenplatte 13, die Membran 4 und den Ventilkörper 9.

Weiterhin ist eine Schwenkpunktsplatte 19 von ganz allgemein U-förmi- gem Querschnitt vorgesehen, deren vorderes Endteil 19a mit den Re aktionshebeln 16 in Eingriff steh; und deren mittleres Teil auf eine Ausgangsstange 20 aufgepaßt ist.

Das eine Ende der Ausgangsstange 20 ragt aus dem Gehäuse 1 nach außen, während das andere Ende, d. h. das innere Ende der Ausgangsstange 20 in ein im Kolben 10 vorgesehenes Lager 10b eingepaßt ist. Die Ausgangsstange 20 ist mittels im folgenden im einzelnen beschriebenen Haltemitteln, beispielsweise einer Klammer oder dgl., gehalten, so daß ein Herausfallen oder Herausrutschen der Ausgangsstange 20 aus dem Lager 10b verhindert ist, und zwar selbst dann, wenn zufällig auf die Ausgangsstange 20 eine nach links gerichtete Kraft wirken sollte.

Wenn bei dem beschriebenen pneumatischen Kraftverstärker dem Betätigungsglied 8 eine Axialdruckkraft erteilt wird, werden der Kolben 10 und das Tellerventil 12, die unter der Wirkung der Feder 11 stehen, im Ventilkörper 9, der sich in diesem Zustand stationär befindet, nach links bewegt. Hierbei kommt das Tellerventil 12 in Berührung mit dem am Ventilkörper 9 vorgesehenen Ventilsitz 9b, so daß die Verbindung zwischen der vorderen Kammer 5 und der hinteren Kammer 6 unterbrochen wird.

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Wenn das Betätigungsglied 8 weiter in derselben Richtung, d. h. nach links bewegt wird, löst sich der Ventilsitz 10a des Kolbens 10 vom Tellerventil 12, wodurch über die dadurch gebildete ringförmige Öffnung und den radialen Durchlaß 9d hindurch atmosphärische Luft in die hintere Kammer 6 eingeleitet wird. Dadurch wird zu beiden Seiten der Membran 4 ein Differenzdruck erzeugt, so daß die derart gebildete Differenz -druckkraft über die Kolbenplatte 13, die Metallplatte 14 ui.d die an der Metallplatte 14 gehaltenen stangenförmigen Glieder 15 auf die Reaktions -hebel 16 übertragen wird. Es wird sodann diese Kraft von der einen Seite, d.h. der linken Seite der Reaktionshebel 16 über die Schwenkpunktplatte 19weiter auf die Ausgangsstange 20 übertragen, während die Reaktionskraft von der anderen Seite der Reaktionshebel 16 über den Kolben 10 auf das Betätigungsglied 8 übertragen wird. Der Ventilkörper 9 bewegt sich nach links, so daß das Tellerventil 12 in Eingriff mit dem Ventilsitz 10a des Kolbens 10 kommt und einen Gleichgewichtszustand erreicht. Wenn das Betätigungsglied 8 weiterbewegt wird, wirkt der Kraftverstärker in ähnlicher Weise.

Im folgenden sei nun anhand von Fig. 2 und 3 das Detail A gemäß Fig. 1 näher beschrieben. Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind Umfangsnuten 10c in dem Lager 10b vorgesehen, das am inneren bzw. linken Ende des Kolbens 10 gemäß Fig. 2 angeordnet ist, wobei der Kolben 10 ein Teil bildet, das einem Arbeitskolben zugeordnet ist. Hierbei ist der Arbeitskolben bei der beschriebenen Ausführungsform durch die Membran 4, die Kolbenplatte 13 und den Ventilkörper 9 gebildet. In die Umfangsnuten 10c ist eine ganz allgemein U-förmige elastisch federnde Klammer 21 eingepaßt. Die Ausgangsstange 20 weist in der dargestellten Weise ein angefastes Ende sowie eine Ringnut 20a auf, so daß sie bei in die Umfangsnuten 10c eingepaßter Klammer 21 in das Lager 10b eingeführt werden kann, wobei die Klammer 21 dann, wenn sie in Eingriff mit dem angefasten Ende der Ausgangsstange 20 kommt, ausge-

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dehnt wird und sodann in Eingriff mit der Ringnut 20a kommt, so daß dadurch die Ausgangsstange 20 im Lager 10b des Kolbens 10 gehalten wird.

Die axiale Länge oder Breite der Ringnut 20a der Auegangbütange 20 ist derart gewählt, daß sie größer ist als die Breite der Klammer 21 oder des Durchmessers des Drahtes, wenn die Klammer 21 aus einem Draht mit kreisförmigem Querschnitt gebildet ist,so daß insgesamt zwischen dem Kolben 10 und der Ausgangsstange 20 ein bestimmtes Ausmaß einer Relativbewegung ι .cgüch ist und aLh eine gleichförmige Betätigung des pneumatischen Kraftverstärkers erzielen läßt, wobei jedoch gleichzeitig ein Herausfallen der Ausgangsstange 20 aus dem Kolben 10 verhindert ist.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 sind die Umfangsnuten 10c der beschriebenen ersten Ausführungsform durch radial verlaufende kleine Löcher 1Od ersetzt, die Kugeln 22, beispielsweise Stahlkugeln, aufnehmen. Eine zylindrische Feder 23 mit dünner Wandstärke umgibt den Außenumfang des Lagerteils 10b des Kolbens und hält dadurch die Kugeln 22 in ihrer jeweiligen Lage, so daß in diesem Fall die zylindrische Feder 23 und die Kugeln 22 die Halteeinrichtung für die Ausgangsstange 20 bilden.

Bei der weiterhin abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 6 und ist im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3, bei der ein an der Ausgangsstange 20 vorgesehenes Zapfenteil 20a in Eingriff mit einem Fassungsteil des Kolbens 10 steht, am inneren Ende des Kolbens 10 ein Teil 1Oe verringerten Durchmessers vorgesehen, das als Zapfenteil wirkt und zum Eingriff mit einer als Fassungsteil dienenden Bohrung 20b im benachbarten Ende der Ausgangsstange 20 vorgesehen ist. Eine der ersten Ausführungsform ähnliche Klammer 21 ist

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in dem Teil 1Oe verringerten Durchmessers des Kolbens 10 sowie in Nuten aufgenommen, die in der Ausgangsstange 20 vorgesehen sind. Ansonsten entsprechen die Arbeitsweise und Funktion dieser Ausführungsform derjenigen der ersten Ausführungsform.

Die weiterhin abgewandelte Ausführungsform gemäß Flg. 8 unterscheidet sich von den Ausführungsformen gemäß Flg. 1 bis 7, bei denen die Ausgangsstange 20 durch einen Zapfen-Fassungs-Elngrlff am Kolben 10 gelagert Ist, der dem Arbeltskolben zugeordnet Ist, jedoch relativ zu diesem beweglich Ist, dahingehend, daß die Ausgangsstange 20' verschleblich Im Arbeltskolben direkt mit einem Zapfen-Fassungs-Eingriff gelagert Ist.

Wie aus Flg. 8 ersichtlich, Ist am Inneren Ende der Ausgangsstange 20' ein Teil 20'c vergrößerten Durchmessers vorgesehen und In eine Bohrung 13'a eines Arbeltskolbens 13' eingepaßt. Im Außenumfang des Teiles 20'c vergrößerten Durchmessers Ist eine der Nut 20a der ersten Ausführungsform ähnliche Ringnut 20'a vorgesehen, während Im Arbeltskolben 13' den Nuten 10c ähnliche Nuten 13'b vorgesehen sind, die eine U-förmlge Klammer 21 aufnehmen. Der Arbeltskolben 13' ist ein einstückiges Teil mit solch einer Ausbildung und Funktion, daß es die Funktionen der Kolbenplatte 13 und des Ventilkörpers 9 der beschriebenen ersten Ausführungsform In sich kombiniert und verschlebllch einen Kolben 10' von abgewandelter Ausführungsform aufnimmt. Zwischen dem Kolben 10' und der Ausgangsstange 20' Ist ein? Reaktionsscheibe 24 angeordnet. Ansonsten entsprechen Ausbildung und Funktion dieser Ausführungsform derjenigen der beschriebenen ersten Ausführungsform.

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Das Teil 10' oder 13', mit dem die Ausgangsstange 20' verschieblich in Eingriff steht, kann aus dem Arbeilskolbeii selbsi r.der aber aus einem diesem zugeordneten Teil bestehen und ist dann als arbeitskolbens e it ige s Teil bezeichnet.

In jedem Fall ist bei sämtlichen der beschriebenen Austührungsformen des pneumatischen Kraftverstärkers gewährleistet, daß die Ausgangsstange an dem arbeitskolbenseitigen Teil, beispielsweise dem Kolben, sicher gehalten ist, wobei gleichzeitig in einem vorbestimmten Ausmaß eine Relatiwerschiebebewegung zwischen diesen Teilen ermöglicht, jedoch eine dieses vorbestimmte Ausmaß überschreitende Bewegung verhindert ist, so daß die Ausgangsstange nicht unbeabsichtigt aus dem pneumatischen Kraftverstärker herausfallen oder herausverschoben werden kann. Es ist daher möglich, den Kraftverstärker zuverlässig zusammenzubauen oder zu transportieren.

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Claims

Patentanspx α.' t

\.j Pneumatischer Kraftverstärker mit einem Gehä «i*e, eimern Arbeitskolben, der eine das Gehäuseinnere in zwei Kamin r η unterteilende, elastisch federnde Membran aufweist, einem Uetätigaii^sglied zum Betätigen eines Ventilmechanismus, raitteis Jeu» ^b₁ hen den beiden Kammern ein Differenzdruck erzougbar ist, und aiior Ausgangsstange zur Aufnahme einer Differenzdruckkraft vom Arbüitakoiben, dadurch gekennzeichnet , daß das innere Ende der Ausgangsstange (20, 20') im Zapfen-Fassungs-Eingriff verschieblich au einem arbeitskolbenseitigen Teil (10, 10', 13') gelagert ist umi daß im Zapfenteil eine Ausnehmung bzw. Nut (20a, 20'a) zum Eingriff mit einer Klammer bzw. Halteeinrichtung (21, 23) vorgesehen ist, um ein vorbestimmtes Ausmaß einer Relatiwerschiebebewegung zwischen aem Zapienteil und dem Fassungsteil zu ermöglichen.
2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das arbeitskolbenseitige Teil ein Kolben (lü) ist, der mit dem Betätigungsglied (8) verbunden und verschieblich im Arbeitskolben angeordnet ist.
3. Kraftverstärker nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das arbeitskolbenseitige Teil der Arbeitskolben (13') selbst ist.
4. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammereinrichtung eine ganz allgemein (J-formige elastisch federnde Drahtstange (21) ist, die in Nuten (10c) des Fassungsteils (10b) eingeführt ist und mit diametral einander gegenüberliegenden Teilen der im Zapfenteil (20) vorgesehenen Nut (20a) in Eingriff steht.

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5. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadun-.ύ κ - >·.«■ *» η ι, <ι i c η η e t, daß die Klammereinrichtunt, ilugexü (22) ^i-ul, ΰ . ;.nveiiö radial verlaufenden Löchern (lOd) des Fassungsteils (l '^, « Jgonouiinen und durch eine klammerartige, insbesondere zylin h us, he Feder (23) gegen die Nut (20a) des Zapfenteils (20) gedrückt siwu

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