DE3046965A1

DE3046965A1 - Pneumatischer servo-booster

Info

Publication number: DE3046965A1
Application number: DE19803046965
Authority: DE
Inventors: Hiromi Shinjuku Tokyo Ando; Kiyoshi Fujisawa Kanagawa Tateoka
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1981-09-17
Also published as: JPS5689754U; SU1102491A3; AU6526280A; FR2472095A1; GB2065809B; FR2472095B1; DE3046965C2; GB2065809A; AU542106B2; US4590845A

Description

HOPFMANN · Έ1Τ&&.& RAJETtfBä.. · ο η / C Q C c

ΪΆΤ K N TAN WALT!·: O U H 0 O 0 0

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197ί) . DlPL-ING. W.EITLE · D K. R ER. N AT. K.HOFFMAN N · 01 PL.-1 N G. W. LE H N

DIPL.-ING. K.FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 M O N C H E N 81 . TELE FON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATH E)

34 376 p/we

Tokico Ltd.
Kawasaki-shl / Japan

Pneumatischer Servo-Booster

Die Erfindung bezieht sich auf pneumatische Servo-Booster, wie insbesondere auf pneumatische Servo-Booster der Art mit einem Gehäuse, einer flexiblen Membran, die das Innere des Gehäuses in zwei Kammern aufteilt, einem mit der Membran verbundenen Ventilkörper, welcher durch das Gehäuse verläuft und einem im Ventilkörper eingearbeiteten Ventilmechanismus.

Der herkömmliche Ventilmechanismus umfaßt ein Art Kegelventil, welches mit einem am Ventilkörper ausgebildeten Ventil sitzt und mit einem anderen Ventilsitz zusammenarbeitet, welcher an einem Kolben ausgebildet 1st. Dieser Kolben ist mit einer

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EingangsStange verbunden und ist verschiebbar im Ventilkörper angeordnet. Wenn das Kegelventil sich vom Ventilsitz des Ventilkörpers im Abstand befindet und ara Ventilsitz des Kolbens sitzt,werden die beiden Kammern des Gehäuses miteinander verbunden und auf einen ersten Bezugsdruck, wie einen Unterdruck, gehalten. Wenn das Kegelventil am Ventilsitz des Ventilkörpers anliegt und vom Ventilsitz des Kolbens abhebt, wird die Verbindung zwischen den beiden Kammern unterbrochen und ein zweiter Bezugsdruck, wie der atmosphärische Druck, wird in eine der Kammern eingeführt, während die andere Kammer auf den ersten Bezugsdruck gehalten wird.

Tm nichtbetätigten Zustand des Servo-Boosters der vorerwähnten Art befindet sich das Kegelventil im Abstand vom Ventilsitz des Ventilkörpers, und zwar durch einen vorbestimmten kleinen Freiraum. Das Kegelventil sitzt dabei am Ventilsitz des Kolbens. Der Freiraum ist wirksam hinsichtlich der Vergrößerung des Raums zwischen dem Kegelventil und dem Ventilsitz des Ventilkörpers beim Rückkehrhub des Servo-Boosters, wodurch die Ansprechbarkeit des Servo-Boosters beim Rückkehrhub verbessert wird. Jedoch bei Betätigung des Servo-Boosters ist es notwendig, zunächst den Freiraum zu überwinden, d. h. der Freiraum verursacht einen unwirksamen Hub beim Betätigungshub des Servo-Boosters, wodurch die Ansprechbarkeit und das Pedalgefühl des Servo-Boosters beim Betätigungshub beeinträchtigt wird.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, einen pneumatischen Servo-Booster mit einer verbesserten Ansprechbarkeit sowohl beim Betätigungs- als auch beim Rückkehrhub zu schaffen.

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Der pneumatische Servo-Booster entsprechend der Erfindung umfaßt zur Lösung dieser Aufgabe ein Halteteil für die Rückkehrbewegung, zum Beschränken oder Verhindern der Rückkehrbewegung des Kolbens hinsichtlich des Gehäuses, wenn der Ventilkörper in die Rückkehrstellung zurückkehrt.

Zusätzlich zur verbesserten Ansprechbarkeit bei beiden Hüben wird auch bein Betätigungshub das Pedalgefühl erheblich verbessert, da kein freies Spiel zu überwinden ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den ' Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Servo-Booster entsprechend dem Stand der Technik,

Fig. 2 * einen Längsschnitt durch einen pneumatischen Servo-Booster entsprechend der Erfindung, ,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht mit der Darstellung des wesentlichen Abschnitts der Fig. 2 beim Rückhub des Servo-Boosters,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Teilschnittansicht einer modifizierten Form,

Fig. 6 einen Längsschnitt einer anderen Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung, und

Fig. 7 eine Vorderansicht eines beim Servo-Booster gemäß Fig. 6 verwendeten Teiles zur Beschränkung einer Rückkehrbewegung.

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Fig. 1 zeigt einen typischen pneumatischen Stoßabsorber gemäß dem Stand der Technik, bestehend aus einem eine vordere und eine hintere Schale 2 bzw. 3 aufweisenden Gehäuse 1, einer flexiblen Membran 4, die das Innere des Gehäuses in zwei Kammern A und B teilt und aus einem an der Membran befestigten Arbeitskolben 5. Ein Kegelventilmechanismus 10 löst oder stellt die Verbindung zwischen den beiden Kammern A und B und die Verbindung zwischen der Kammer B und der Atmosphäre her. Es ist festzustellen, daß die Kammer A mit einer Unterdruckquelle, beispielsweise der Saugleitung eines Fahrzeugmotors verbunden ist. Der Kegelventilmechanismus 10 umfaßt ein Kegelventil 11, einen Ringventilsitz 12c, welcher an einem Ventilkörper 12 ausgebildet ist und einen Ringventilsitz 13b, welcher an einem Kolben 13 ausgebildet ist. Der Ventilkörper 12 verläuft gleitend verschiebbar durch die hintere Schale 3 und hat am inneren Ende einen Abschnitt 12a größeren Durchmessers, an dem das innere Ende 4a der Membran 4 angeschlossen ist. Der Kolben 13 ist gleitend verschiebbar im Ventilkörper 12 eingesetzt und an einer Eingangsstange 18 befestigt. Die relative Axialbewegung des Kolbens 13 hinsichtlich des Ventilkörpers 12 wird durch das radial-innere Ende 5a des Arbeitskolbens 5 beschränkt, welches lose in eine Ringnut 13a eingesetzt ist, die am Außenumfang des Kolbens 13 ausgebildet ist. Es ist festzustellen, daß der Arbeitskolben 5 zur Ausbildung des inneren Endes 5a eine nichtkreisförmige öffnung aufweist. Zwischen der hinteren Schale 3 und einem Abschnitt 12b kleineren Durchmessers des Ventilkörpers 12 befindet sich eine Dichtung 14, um den Ventilkörper 12 verschiebbar und abgedichtet abzustützen. Der Abschnitt 12b des Ventilkörpers 12 kleineren Durchmessers ist mit einer darin befindlichen Bohrung 15 versehen. Ein Federrückhalter 16 ist in die Bohrung 15 eingesetzt und wird durch eine in der

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Bohrung 15 ausgebildete Schulter 15a zurückgehalten. Der Federrückhalter 16 stützt ein Ende 11b des Kegelventils und drückt dichtend das andere Ende gegen die Bohrung 15. Das andere Ende 11a des Kegelventils 11 wirkt mit den Ventilsitzen 12c und 13b zusammen. Die Eingangsstange 18 wird durch eine Schraubenfeder 19, welche sich an dem Federrückhalter 16 abstützt, nach hinten gedrückt.

Im nichtbetätigten Zustand des Servo-Boosters entsprechend der Zeichnung wird die Bewegung des Kolbens 13 nach hinten durch das innere Ende 5a des Arbeitskolbens 5 verhindert und ein Freiraum 8 ist zwischen dem Kegelventil 11 und dem Ventilsitz 12c des Ventilkörpers 12 ausgebildet, während das Kegelventil 11 am Ventilsitz 13b des Kolbens 13 anliegt. Die Kammer B ist mit der Kammer A über einen im Abschnitt 12a größeren Durchmessers des Ventilkörpers 12 ausgebildeten Axialkanal 20, einen im Ventilkörper 12 ausgebildeten Ringraum 21 und einem im Ventilkörper 12 ausgebildeten Radialkanal 22 mit der Kammer A verbunden.

Bei der Betätigung des Servo-Boosters wird die Eingangsstange 18 entsprechend der Darstellung in der Zeichnung nach links bewegt und das Kegelventil 11 berührt den Ventilsitz 12c nach Überwindung des Freiraumes C₁ wodurch die Verbindung zwischen den Kammern A und B unterbrochen wird. Danach trennt sich das Kegelventil 11 vom Ventilsitz 13b, so daß die Kammer B über den Radialkanal 22, den Ringraum einen in der Bohrung 15 des Ventilkörpers 12 und um die Eingangsstange 18 ausgebildeten Raum, einen Luftreiniger, und eine in dem hinteren Ende des Abschnittes 12b des kleineren Durchmessers des Ventilkörpers 12 ausgebildete Öffnung mit der Atmosphäre verbunden wird. Die zwischen den Kammern A und B erzeugte Druckdifferenz verursacht eine Ver-

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Schiebung des Arbeitskolbens 5 und der Membran 4 zusammen mit dem Ventilkörper 12 nach links. Eine Ausgangskraft wird über eine Ausgangsstange 26 beispielsweise auf einen nicht dargestellten Hauptzylinder eines hydraulischen Bremssystems des Fahrzeuges übertragen. Es ist eine Reaktionsscheibe vorgesehen, um die Ausgangskraft vom Kolben 5 auf die Ausgangsstange 6 zu übertragen und ebenso um eine Reaktionskraft über den Kolben 13 auf die Eingangsstange 18 zu übertragen.

Es ist verständlich, daß die Ansprechbarkeit des Servo-Boosters beim Betätigungshub hauptsächlich durch den Maximalhub oder den Freiraum zwischen dem Ventilsitz 13b des Kolbens und dem Kegelventil 11 beim Betätigungshub bestimmt wird. Die Ansprechbarkeit beim Rückhub ist hauptsächlich durch den Maximalhub oder den Freiraum zwischen dem Ventilsitz 12c des Ventilkörpers und des Kegelventils 11 beim Rückhub bestimmt. Bei dem in der Zeichnung dargestellten bekannten Servo-Booster ist der maximale Freiraum zwischen dem Ventilsitz 12c und dem Kegelventil 11 gleich dem Freiraum O im nichtbetätigten Zustand. Der Freiraum € bildet einen unwirksamen Hub beim Betätigungshub, wodurch das Pedalgefühl zerstört wird (unwirksames Spiel).

In Fig. 2 bis 4 ist ein pneumatischer Servo-Booster entsprechend der Erfindung dargestellt. Da die Konstruktion dieses Servo-Boosters im wesentlichen gleich dem des Servo-Boosters gemäß Fig. 1 ist, sind die übereinstimmenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Eine Beschreibung der übereinstimmenden Teile wird weggelassen.

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Entsprechend der Erfindung beschränkt ein Halteteil 30 die Rückkehrbewegung. Entsprechend Fig. 4 umfaßt dieses Halteteil 30 einen Umfangsabschnitt 30a, welcher über einen Umfang von nahezu 180° verläuft, einen Radialabschnitt 30b, welcher vom Mittelabschnitt des Ümfangsabschnitts 30a radial nach innen verläuft. Im oberen Ende des Radialabschnittes 30b ist ein U-förmiger Ausschnitt 30c ausgebildet, um mit einem Abschnitt 31 reduzierten Durchmessers des Kolbens 13 in Eingriff zu gelangen. Der Radialabschnitt 30b verläuft lose durch den Radialkanal 22 des Ventilkörpers 12. Der Umfangsabschnitt 30a ist geeignet, mit einer vertikalen Innenfläche 3b der hinteren Schale 3 in Eingriff zu gelangen·. Der Umfangsabschnitt 30a wird durch einen elastischen Rückhalteabschnitt 4b zurückgehalten, welcher integriert von der Membran 4 vorsteht. Der Rückhalteabschnitt 4b stützt das Halteteil 30, wobei der Ausschnitt 30c den Abschnitt reduzierten Durchmessers berührt. Im nichtbetätigten Zustand des Servo-Boosters gemäß Fig. 2 liegt der Umfangsabschnitt 30a des Halteteils 30 an der Innenfläche 3b der hinteren Schale 3 an, der Ausschnitt 30c des Halteteils 30 liegt an einer Ringschulter an, welche am inneren Ende des Abschnitts 31 reduzierten Durchmessers des Kolbens 13 ausgebildet ist, wodurch die Rückwärts- oder Rückkehrbewegung des Kolbens 13 und der Eingangsstange 18 hinsichtlich des Gehäuses 1 beschränkt bzw. verhindert wird. Der Radialabschnitt 30b des Halteteils 30 liegt dann an der Innenwand des Kanals 22 des Ventilkörpers 12 an, wodurch die Rückwärtsoder Rückkehrbewegung des Ventilkörpers 12 hinsichtlich des Gehäuses verhindert wird. In Fig. 2 ist zwischen dem Ventilsitz 12c des Ventilkörpers 12 und dem Kegelventil 11 ein Freiraum «Γ.. und zwischen dem inneren Ende 5a des Arbeitskolbens 5 und dem inneren Ende 13d der Ringnut 13a des Kolbens 13 ein Freiraum «T- ausgebildet. Der maximale Hub cT (Fig. 3)

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zwischen dem Ventilsitz 12c und dem Kegelventil 11 ist beim Rückkehrhub des Servo-Boosters gleich der Summe der Freiräume <T- und £~- Der Betrag von <T- kann verglichen mit dem <T des bekannten Servo-Boosters auf ein Minimum reduziert werden, wobei der Betrag (T_Q gleich <f* + O^ gleich oder größer als der von Q gehalten wird. Daher ist es möglich, den wirkungslosen Hub des Servo-Boosters zu minimieren und die Ansprechbarkeit beim Rückkehrhub zu verbessern.

Fig. 5 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, bei der das Halteteil 30 für die Beschränkung der Rückkehrbewegung im wesentlichen gleich der Ausführung gemäß Fig. 2 bis 4 ist. Jedoch ist der Außenumfang des ümfangsabschnittes 30a abgebogen und in Vorwärtsrichtung versetzt, wie dies deutlich aus Fig. 5 ersichtlich ist. Das innere Ende 4a (Rückhalteabschnitt) hat einen korrespondierenden Endabschnitt, welcher elastisch zwischen der Innenwand 3b der hinteren Schale 3 und dem ümfangsabschnitt 30a des Halteteils 30 eingeklemmt werden kann, wenn das Halteteil 30 an der hinteren Schale anliegt.

Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Wie in Fig. 7 dargestellt* hat das Halteteil 40 zur Beschränkung der Rückkehrbewegung im wesentlichen eine U-Form und eine Ausnehmung 41, welche in Längsrichtung auf den Abschnitt 31 reduzierten Durchmessers des Kolbens 13 aufsetzbar ist. Ein Kreisbogenabschnitt 40b und Spitzenabschnitte 40a können an der Innenfläche 3b der hinteren Schale 3 im nichtbetätigten Zustand des Servo-Boosters (siehe Fig. 6) angelegt werden. Der Ringraum 21 ist über eine Radialöffnung 42 des Ventilkörpers 13 mit der Kammer B verbunden. Es ist festzustellen, daß ein Axialkanal, ähnlich dem Axialkanal 20 in Fig. 1,

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nicht in Fig. 6 und 7 dargestellt, jedoch ebenso vorgesehen ist, um permanent die Kammer A mit dem Ringraum 43 zu verbinden. Das Halteteil 40 verläuft lose durch die öffnung 42, so daß das Halteteil 40 nicht dahingehend wirkt, die Rückkehrbewegung des Ventilkörpers 12 zu verhindern oder zu beschränken. Das Halteteil 40 ist aus starrem Material hergestellt, kann jedoch alternativ auch aus einem elastischen Material bestehen.

Wie zuvor beschrieben, ist das Halteteil zur Beschränkung der Rückkehrbewegung axial beweglich auf dem Ventilkörper montiert und kann die Rückkehrbewegung des Kolbens relativ zum Gehäuse verhindern oder beschränken. So ist es möglich, den Abstand bzw. den Freiraum zwischen dem Ventilsitz des Ventilkörpers und dem Kegelventil im nichtbetätigten Zustand des Servo-Boosters zu minimieren, wodurch das Pedalgefühl und die Ansprechbarkeit verbessert werden.

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Claims

IK)KFMANN · KITIiIC Λ: FAKTNF-R

PAT K N TAN WA LT K

DR. ING. t. HOFFMANN (19J0-1976) -DIP I.-IN G. W. EIlLF. · OR. Rt R. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LtHN

DIPL.-ING. K.FUCHSIE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELIASTRASSE 4 . D-8000 M 0 N C H E N Bl · TE LE FON (089) 911087 · TE IE X 05-29619 (PATH E)

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Tokico Ltd.
Kawasaki-shi / Japan

Pneumatischer Servo-Booster

Patentansprüche

Pneumatischer Servo-Booster mit einem Ventilmechanismus, der zwei in einem Gehäuse des Inneren des Servo-Boosters ausgebildete Kammern miteinander verbindet, wenn ein Kegelventil des Ventilmechanismus sich im Abstand von einem Ventilsitz eines Ventilkörpers befindet und das Kegelventil einen Kolben berührt, welcher verschiebbar im Ventilkörper eingesetzt ist, und welcher Ventilmechanismus die Verbindung zwischen diesel beiden Kammern unterbricht, wenn das Kegelventil den Ventilsitz berührt und vom Kolben

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getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteteil für die Beschränkung oder Verhinderung der Rückkehrbewegung (30; AO) die Rückkehrbewegung des Kolbens (13) hinsichtlich des Gehäuses (1) des Servo-Boosters verhindert oder beschränkt, wenn der Ventilkörper (13) in seine zurückgezogene Stellung zurückkehrt.
2. Servo-Booster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (30; 40) sich an einer Membran (4) abstützt, die das Gehäuse (1) in die beiden Kanunern (A, B) teilt.
3. Servo-Booster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Halteteil (30) sich am Kolben (13) abstützt.
4. Servo-Booster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Halteteil (30; 40) aus elastischem Material besteht.
5. Servo-Booster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Halteteil (30; 40) aus starrem bzw. steifem Material besteht.

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