DE2755488A1

DE2755488A1 - Druckluft-bremskraftverstaerker

Info

Publication number: DE2755488A1
Application number: DE19772755488
Authority: DE
Inventors: Mitsuyuki Horie
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1977-06-22
Filing date: 1977-12-13
Publication date: 1979-01-04
Also published as: JPS549365A; US4199951A

Description

BLUMBACM . WESER '3ERCEN · KRAMER ZWIRNER . HIRSCH · BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radedcestraße 43 80C0 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Iplex C5 212313 Telegramme Patc-ntconsull Petenlconsult Sonnenbergcr SiraBe 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562945/561973 Telex 04-1862S? Telegramme

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha 77/876'l·

1, Toyota-cho, Toyota-shi
Aichi-ken, Japan

Druckluft-Breaskraftverstarker

Die Erfindung betrifft eine Servobremseinrichtung für Fahrzeuge mit Rädern und insbesondere einen Druckluft-Bremskraftverstärker, bei dem ein federbelasteter Membrankolben durch den Unterschied zwischen einem Überdruck und dem Atmosphärendruck betätigt wird.

München: R. Kramof Dipl. Ing. · W. Wes?f Dipl.-Phys. Dr ror. nal. · ?. Hirsch Dipl. 'i'g. · el. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. ptnl. na! Wiesbaden: P. G. Blumtiach Dipl.-Ing. · P. Bargen D::)l. Ing. Dr. iur. · C3. Zt/.mei Dipl.-Ing. Dipl.'.V Ing.

809881/0646

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckluft-Bremskraftverstärker verfügbar zu machen, bei dem eine Uberdruckkammer und eine Kamiaer variablen Drucks, die einem federbelasteton Membrankolben gegenüber liegen, im nicht betätigten Zustand des Brenjfikraftverntärkers mit einer Druckluftquelle derart verbunden s5nd> daß abhängig von einer Aktivierung des Bremskraftverstärker^ zur Betätigung des Kolbens nur die Kammer vaxⁿiablen Drucks mit dem Atniosphärtndruek in Verbindung gebracht v/ird.

Ferner soll durch die Erfindung ein Druckluft-Bremskraftverstärker verfügbar gemacht werden,der die genannten Eigenschaften aufweist, und bei dem als Druckluftquelle zum Aktivieren des Bremskraftverstärkern der von einem Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors gelieferte komprimierte Auspuffdruck verwendet v/ird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches Λ gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand von zwei Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Ansicht ein hydraulisches Bremssystem für ein Fahrzeug, das einen erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker enthält; und

Fig. 2 einen Aufriß des Brcmckraftverstärkers.

Θ09881/0646

Fig. 1 stellt ein hydraulische« Bremssystem für ein Kraftfahrzeug dar, bei dem ein Tandem-Druckzylinder 10 durch einen erfindungsgcmäßen, durch Druckluft betätigten Brenskraftverstärker 20 betätigt wird. Die vordere und die hintere Druckkammer des Druckzylinders 10 sind durch Leitungen 12a bzw. 12b mit den vorderen und den hinteren Rad-Brenirzylindem 11 verbunden.

V/ie Fig. 2 zeigt, enthält der Bremskraftverstärker 20, in ein Gehäuse 30 eingebaut, einen Arbeitskolben 40 und eine flexible Membran 41. Das Gehäuse JO weist einen vorderen Gehäuseabschnitt 31 und einen hinteren Ge-häuseabschnitt 32 auf. Der hintere Gehäuseabschnitt 32 ist mit einem offenen Kragen 32a und einem Einlaßkanal 32b versehen, durch den der hintere Gehäuseabschnitt mittels einer Leitung 52 (siehe Fig.1) an einen Druckspeicher 51 anschließbar ist. Der Druckspeicher ist über ein Rückschlagventil 56 mit einem Luftreinigungsgerät 57 verbunden, das wiederum durch eine Leitung 55 ari einen Bereich eines Auspuffrohres 5^a angeschlossen ist, der zwischen einer Auspuff Sammelleitung 5^ und einem Sperrventil 53 in Form eines Drosselklappenventils für eine Motorbremseinrichtung 50 liegt. Das Sperrventil 53 ist über ein federbelastetes Gestänge 53a durch einen Magnetsteller 59 betätigbar. Der Hagnetsteller 59 wird,abhängig vom Schließen eines Handschalters 58» erregt, um das Sperrventil 53 in die geschlossene Lage zu stellen.

009881/0646

Der Arbeitskolben 40 weist einen zylindrischen Körper auf, der sich aus dem offenen Kragen 32a des Gehäuses 30 nach außen erstreckt, und dessen Halsabschnitt mit dem inneren Ende der Membran 41 fest verbunden ist. Der zylindrische Körper des Arbeitskolbens 40 ist mittels einer an der Innenwand des Kragens 32a befestigten Ringdichtung 33 gleitbar gehalten, um den Kolben 40 bei der Achsialbewegung zu führen.

Der äußere Rand der Membran 41 ist luftdicht zwischen den vorderen und den hinteren Gehäuseabschnitt 31 und 32 eingeklemmt, so daß das Innere des Gehäuses 30 in eine Überdruckkammer I?^, die mit dem Einlaßkanal 32d in Verbindung steht, und in eine Kammer Rp variablen Drucks unterteilt wird. Der Arbeitskolben 40 weist in der Mitte eine achsiale Bohrung H₀ mit 4 Stufen auf, die sich über einen Kanal 40a zxxr Kammer Rp variablen Drucks öffnet und wird nach hinten durch eine Druckfeder 42 vorgespannt, die zwischen der Innenwand des vorderen Gehäuseabschnittes 31 und einem sich auf der Stirnseite des Arbeitskolbens 40 abstützenden Halter 43 eingesetzt ist. Die vierstufige Bohrung Hq steht mittels eines Kanals 40b mit der Überdruckkammer R. in Verbindung. So wird die Kammer Rp variablen Drucks abhängig vom öffnen und Schließen einer innerhalb der vierstufigen Bohrung Hq vorgesehenen Ventileinrichtung, wahlweise mit der Überdruckkammer R,.,verbunden. Eine Betätigungsstange 80 ist an ihrem hinteren Ende mittels eines Befestigungsringes 81 mit der Mitte des Arbeitskolbens 40 fest verbunden und erstreckt sich durch ein am

609881/0648

vorderen Gehäuseabschnitt 31 befestigtes Dichtungselement nach außen und ist mit einem nicht dargestellten Kolben des Druckzylinders 10 verbunden. Das hintere Ende der Betätigungsstange 80 wird außerdem von einem Federelement 82 aufgenommen, das im vierten Stufenabschnitt 1L· der abgestuften Bohrung H₀ angeordnet ist.

Die Ventileinrichtung enthält einen im zweiten und dritten Stufenabschnitt Hp und H₇ der vierstufigen Bohrung Hq achsial verschiebbaren Ventilkolben 60. Dieser weist an seinem hinteren Ende einen ringförmigen Ventilsitz 60a auf, der mit einem Ventilkörper 70 in Verbindung gebracht werden kann und fest mit einem vorderen kugeligen Ende einer Schubstange 62 verbunden ist, die sich nach hinten durch einen Gummischuh JA-erstreckt und, wie in Fig. 1 dargestellt, durch ein Bremspedal 13 betätigbar ist. Bei diesem Aufbau ist die Rückwärtsbewegung des Ventilkolbens 60 durch einen am Arbeitskolben 40 befestigten Anschlag 61 begrenzt, und die Schubstange 62 wird mittels einer Druckfeder 63 vorgespannt, die zwischen einem Halteglied 64- der Schubstange 62 und einem ringförmigen Halter 71 angeordnet ist, welcher an einer inneren Schulter der vierstufigen Bohrung Hq befestigt ist. Der Schuh 34 ist mit seinen beiden Enden einerseits am Kragen 32a des Gehäuses 30 und andererseits an einem Abschnitt der Schubstange 62 befestigt, um den zylindrisch Körper des Arbeitskolbens 40 abzudecken. Der Schuh 3^ weist Auslaßkanäle 34a auf, durch die die vierstufige Bohrung H_Q mit der atmosphärischen Luft in Verbindung steht.

109881/0646

- ίο -

Der Ventilkörper 70 der Ventileinrichtung ist durch den ringförmigen Halter 71 mit seinem Fußende hermetisch dicht an der Innenwand der abgestuften Bohrung H_Q befestigt. Der Ventilkörper 70 weist einen ringförmigen Ventilabschnitt 70a auf, der durch eine Druckfeder 72 vorgespannt ist, welche zwischen den Halter 71 und eine an dem Ventilabschnitt 70a angebrachte Ringscheibe 73 eingesetzt ist.

Es wird nun die Wirkungsweise des beschriebenen Bremskraftverstärkers erläutert.

Im nicht betätigten Zustand des Bremskraftverstärkers 20 befinden sich zufolge der Vorspannkraft der Feder 63 die Schubstange 62 und der Ventilkolben 60 Jeweils am hinteren Ende ihres Hubs, so daß der Ventilsitz 60a mit dem Ventilabschnitt 70a des Ventilkörpex's 70 in Verbindung steht. In diesem Zustand ist die Kammer Rp variablen Drucks über die Kanäle 4-Oa und 40b mit der Ub er druck kammer R- verbunden und wird mit den komprimierten Auspuffgasen aus der Überdruckkammer R^ beliefert. So befindet sich zufolge der Vorspannkraft der Feder 42 der Arbeitskolben 40 am hinteren Ende des Hubs, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Beim Gebrauch des Bremskraftverstärkers 20 wird der Druckspeicher über das Luftreinigungsgerät 57 und das Rückschlagventil 56 abhängig von der Betätigung der Auspuffbremseinrichtung 50 vorher mit komprimierten Auspuffgasen aus dem Auspuffrohr 5^-a aufgeladen.

Θ09881/0646

Beim Niederdrücken des Bremspedals 13 werden die Schubstange 62 und der Ventilkorben 60,gegen die Vorspannkraft der Feder 63,nach vorne bewegt,und es wird gleichzeitig, zufolge der Vorspannkraft der Feder 72, der Ventilkörper 70 auseinander gezogen. Hierdurch kommt der Ventilabschnitt 70a mit dem Ventilsitz 40c in Berührung und unterbricht die Verbindung zwischen den Kammern R^ und R₂. Wird die Schubstange 62 weiter nach vorne bewegt, dann trennt sich der Ventilsitz 60a vom Ventil ab schnitt 70a und bringt die Kaiimer R₂ variablen Drucks über den Kanal 40a, das Innere des Ventilkörpers 70, den ringförmigen Halter 71 und die Auslaßkanäle 34a des Schuhs 34, mit der atmosphärischen Luft in Verbindung. Daraufhin werden die komprimierten Auspuffgase in der Kammer Rp variablen Drucks in die atmosphärische Luft entlassen, so daß der Arbeitskolben 40 infolge des Druckunterschieds zwischen den beiden Kammern R^. und R₂, entgegen der Vorspannkraft der Feder 42, nach vorne bewegt v/ird. So wird der Druckzylinder 10 durch die Schubkraft der Betätigungsstange 80 betätigt, um in den jeweiligen Leitungen 12a und 12b einen Bremsdruck zu erzeugen.

Wird das Bremspedal 13 gelöst, dann werden die Schubstange 62 und der Ventilkolben 60 durch die Vorspannkraft der Feder 63 nach rückwärts gezogen, bis der Ventilsitz 60a mit dem Ventilabschnitt 70a in Berührung kommt, um die Kammer R₂ variablen Drucks gegenüber der atmosphärischen Luft zu isolieren. Anschließend trennt sich der Ventilabschnitt 70a vom Ventilsitz 40c durch eine weitere Rückwärtsbewegung des Ventilkolbens 60,

809881/0646

um über die Kanäle 40a und 40b die Kammer Rp variablen Drucks Eiit der überdruckkamner R,in Verbindung zu bringen. Daraufhin werden der Kammer Rp variablen Drucks aus der Überdruckkammer R^. komprimierte Auspuffgase zugeführt, so daß der Arbeitskolben 40 durch die Vorspannkraft der Feder 42 in die Ausgangsposition zurückgezogen v:ird, um in den Radbremszylindern 11
den Bremsdruck zu lösen.

809881/0648

ο e f s e i I e

Claims

BLUMBACH > WESLlR . SERGEN ♦ KRAMER ZWIRNER - HIRSCH ♦ BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Palonlconsuli Radedceslraße 43 SOCu München 60 Telefon (089) 383503/833604 Telex 05-212313 Telegramme Pateniconsuil P3l3nlconsult Sonnenberger Stf Jliu 45 62CO W.eibadon Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegrdinme Patontconsü:

Toyota Jidosha Eogyo Kabushiki Kaisha 77/8764

1, Toyota-cho, Toyota-shi
Aichi-keri, Japan

Patentansprü ehe

/'1. Druckluft-Bremskraftverstärker für ein Fahrzeus mit Rädern, mit einem Druckzylinder und einer Iruckluftwelle, gekennzeichnet durch

ein Gehäuse (30)» das einen Einlaßkanal (32b) für den Anschluß an die Druckluftquelle (51) enthält; einen Arbeitskolben (40), der innerhalb des Gehäuses O'C) hin und her bewegbar ist und an einer Seite einen zylindrischen Körper aufweist, der sich aus dem Gehäuse erstreckt und an der anderen Seite eine Betätigungsstange (80) besitzt, die sich aus den Gehäuse nach außen erstreckt, wobei der zylindrische Körper eine sich nach außen öffnende achsiale Bohrung (Hq) hat und die Betätigungsstange (30) arbeitsmäßig iait dem Druckzylinder (10) verbunden ist; eine mit ihrem äußeren Unfang an der Innenwand des Gehäuses (30) und mit ihren inneren Ende am Arbeitskolben (40)

München: K. Kramer Oipi.-Inij. . W. Weser Oip!.-?hys. Dr. 131. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. pn.l njt. Wiesbaden: P.G. 3:u:nbich Dipl. ing. · P.B=rgen Dipi.-lnQ. Dr.jur. . G. iwirnef Dipl.-Ing. Dipl-W Ing.

809881/0646

ORIGINAL INbPtOItO

275548η

befestigte Membran (41), die das Innere des Gehäuses in eine überdruckkamraer (R^.) und eine Kammer (Rp) variablen Drucks unterteilt, wobei die Überdruckkammer mit dem Einlaßkanal (32b) in Verbindung steht, und die Kammer (R-,) variablen Drucks wahlweise über die achsiale Bohrung (H~) mit der Uberdruckkammer (P^) und mit dem Atmosphärendruck in Verbindung gebracht werden kann; eine I'eder (^Z.^L2) zum Belasten des Arbeitskolbens (40) in Richtung der Überdruckkarnmer (R,,):

einen Veritilkolben (60), der in der achsialen Bohrung (Hq) achsial verschiebbar ist und arbeitsmäßig mit einer Zugstange (62) des Bremspedals (13) in Verbindung steht, wobei der Ventilkolben einen ersten ringförmigen Ventilsits (60a) auf v/eist, der innerhalb der achsialen Bohrung liegt; und

einen. Ventilkörper (70), der hermetisch an der Innenwand der achsialen Bohrung (Hr₁) befestigt ist und einen ringförmigen Ventilabschnitt (70a) auf v/eist, der mit dem ersten Ventilsitz (60a) und einem zweiten ringförmigen Ventilsitz (40c) in Verbindung gebracht werden kann, von denen der letztere an einer Innenschulter der achsialen Bohrung (H_Q) gebildet ist, wobei der Ventilabschnitt (70a) des Ventilkörpers mit dem ersten Ventilsitz (60a) in Verbindung ist, wenn sich die Schubstange (62) im gelösten Zustand befindet, um die Kammer (Rp) variablen Dx-ucks mit der Überdruckkammer (R,.) über die achsiale Bohrung (Hq)

809881/0G46

zu verbinden;

so daß beim Einwärtsbewegen der Schubstange (62) durch Niederdrücken des Bremspedals (13) der Ventilabnchnitt (70a) des Ventilkörpers (70) mit dem zweiten Ventilsits (40c) in Verbindung kommt, um die Überdruckkammcr (R,.) von der achsialen Bohrung (Hq) zu trennen und sich danach der erste Ventilsitz (60a) von dem Ventilabschnitt (7Oa) des Ventilkörpers (70) trennt, um die Kammer (R_?) variablen Drucks mit dem Atmosphärcndruck über die achsiale Bohrung (Hq) so zu verbinden, daß der Arbeitskolben (4-0) entgegen der Belastung der Feder (42) infolge des Druckunterschiedes zwischen den beiden Kammern R., R₂) betätigt wird.
2. Druckluft-Bremskraftverstärker, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckkamnier (R^) über den Einlaßkanal (32b) mit einem Druckspeicher (51) verbunden ist, der über ein Rückschlagventil (56) mit einem Auspuffrohr (5^a) eines Verbrennungsmotors in Verbindung steht, wobei das Rückschlagventil ein Zuführen der komprimierten Auspuffgase aus dem Auspuffrohr in den Druckspeicher zuläßt.
3. Druckluft-Bremskraftverstärker, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Auspuffrohr (54-a) und das Rückschlagventil (56) ein Luftreinigungsgerät (57) eingefügt ist.

809881/0648
4. Druckluft-Bremskraftverstärker, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Auspuffrohres (5'+a) ein Sperrventil (55) angeordnet ist, um die durch das Auspuffrohr ausstreuenden Auspuffgase zu blockieren, und daß das Sperrventil durch ein elektrisch betriebenes Stellglied (59) betätigbar ist, um das Ventil zu öffnen und zu schließen, wobei der Druckspeicher (51) mit dem Auspuffrohr (54a) in Stromiingnrichtung vor dem Sperrventil (53) verbunden ist, um oen komprimierten Auspuffdruck zu speichern.

809881/0648