DE3107337A1

DE3107337A1 - "bremskraftverstaerkungseinrichtung"

Info

Publication number: DE3107337A1
Application number: DE19813107337
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Toyota Aichi Kobayashi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1981-02-26
Publication date: 1981-12-10
Also published as: JPS56120443A; FR2476572A1; JPS6315180B2; FR2476572B1; US4377069A; DE3107337C2; GB2070171A; GB2070171B

Description

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ι Dipl.-Ing. R. Kinne

Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 089-5396 53

Telex: 5-24 845 tipat

cable: Germaniapatent München

26. Februar 1981 DE 1049/case F 561

Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Kariya city, Japan

Bremskraftverstärkungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Breins-Hilfskrafterzeugungseinrichtung bzw. eine Bremskraftverstärkungseinrichtung von der Sorte, wie sie für die Betätigung kraftunterstützter Bremsen Anwendung findet.

Herkömmliche Bremskraftverstärkungseinrichtungen besitzen ein Gehäuse mit einem Kraftübertragungskolben und einer Membran, welche eine bewegliche Wand für eine Hin- und Herbewegung im Gehäuse oder Aufnahmegehäuse bildet, wobei die bewegliche Wand das Gehäuse in zwei Bereiche bzw. Räume unterteilt. Ein Druckunterschied über der beweglichen Wand bewirkt die Bewegung der Wand. Ein durch die Betriebsperson des Kraftfahrzeugs betätigtes Steuerventil reguliert den Grad des Vakuums oder unteratmosphärischen Drucks, der auf einer Seite der beweglichen Wand herrscht. Die bewegliche Wand ist mit dem Hauptdruckzylinder des hydraulischen Bremssystems des motorbetriebenen Kraftfahrzeugs verbunden, so daß, wenn eine Druckdifferenz über der beweglichen Wand wirksam wird, von da an eine

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■\ kraftunterstützte Bewegung der Wand hervorgerufen wird, wodurch hydraulisches Fluid bzw. Strömungsmittel vom Hauptdruckzylinder in das hydraulische Bremssystem zur Beaufschlagung der Bremsen des Kraftfahrzeugs verschleiß ·ben wird.

Bislang wurde der Hauptdruckzylinder bzw. der Hauptbremszylinder an die vordere Endwandung bzw. Endwand des Gehäuses geschraubt und die hintere Endwan-

IQ dung bzw. Endwand des Gehäuses wurde ihrerseits an ein Spritzblech der Kraftfahrzeug-Karosserie geschraubt, um die Bremskraftverstärkungseinrichtung im Kraftfahrzeug zusammen mit dem Hauptdruckzylinder zu installieren. Bei dieser Ausgestaltung wird eine sich im Betrieb des Hauptbremszylinders in diesem entwickelnde Reaktionskraft durch das Gehäuse auf das Spritzblech übertragen. Dies wird dahingehend als nachteilig empfunden, daß durch diese Anordnung für das Gehäuse ein ausreichend schweres und dickes Metallblech benötigt wird, um jegliche Tendenz einer durch die Reaktionskraft hervorgerufenen Überbeanspruchung des Gehäuses auszuschließen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Brems-Hilfskrafterzeugungseinrichtung bzw. eine verbesserte Bremskraftverstärkungseinrichtung zu schaffen, bei der jegliche Tendenz einer durch die Reaktionskraft hervorgerufenen überbeanspruchung des Gehäuses beseitigt ist, wodurch sich ergibt, daß die Dicke des Gehäuses auf einen minimalen Wert festgelegt bzw. dimensioniert werden kann, was im Hinblick auf die Gewichtseinsparung äußerst vorteilhaft ist.

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Diese Aufgabe wird gemäß zumindest eines Aspekts der Erfindung dadurch gelöst, daß lange Bolzen bzw. Schrauben den Hauptbremszylinder direkt mit dem Spritzblech verbinden, wobei sie das Gehäuse an der Außenseite überbrücken.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besitzt die Bremskraftverstärkungseinrichtung ein Gehäuse, einen mit dem Gehäuse verbundenen Hauptbremszylinder,einen membranangetriebenen Kraftübertragungskolben, der das Gehäuse in eine erste und eine zweite Fluidkammer unterteilt und der eine zurückgezogene Stellung besitzt, die durch einen Anschlagkontakt mit der Gehäuse definiert ist, und einen Steuerventilmechanismus für den membranangetriebenen Kraftübertragungskolben, um den zwischen den Fluidkammern herrschenden Differenzdruck als Reaktion auf eine axial relativ zum Kraftübertragungskolben erfolgende Bewegung des Bremspedals zu steuern, wobei sich für die Montage bzw. für die Installation der Bremskraftverstärkungseinrichtung mindestens zwei Bolzen vom Hauptbremszylinder außerhalb des bzw. an der Außenseite des Gehäuses und am Gehäuse vorbei zu einem Spritzblech des Kraftfahrzeugs erstrecken. Eine Bremsreaktionskraft wird damit durch die Bolzen vom Hauptbremszylinder direkt unter Überbrückung des Gehäuses auf das Spritzblech übertragen, und die Dicke des das Gehäuse ausbildenden Metallblech^ kann somit für den Zweck der Gewichtsverminderung vorteilhafterweise auf einen geringeren Wert festgelegt bzw. dimensioniert werden. Der Hauptbremszylinder ist erfindungsgemäß direkt mit dem Spritzblech verbunden, so daß eine Bremsreaktionskraft vom Hauptdruckzylinder bzw. Hauptbremszylinder direkt und unter überbrückung des Gehäuses auf das Spritzblech übertragen wird.

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Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

c Fig. 1 die Ansicht eines Axialschnitts entlang

der Linie I-I in Fig. 2, wobei zusätzlich in einem anderen Maßstab in schematischer Darstellungsweise ein Hauptbremszylinder gezeigt ist,

Fig. 2 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Brems-

kraftverstärkers, wobei sich die Darstellung bei einer Blickrichtung von rechts in Fig. 1 ergibt, und

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Bremskraftverstärkungseinrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte Brems-Hilfskrafterzeugungseinrichtung weist einen mit Fluiddruck arbeitenden Servomotor bzw. Bremskraftverstärker 10 auf, der mit einem Haupt-Druckzylinder bzw. Hauptbremszylinder 12 verbunden ist, durch den als Reaktion auf eine durch eine Bedienungsperson auf ein (nicht gezeigtes) Bremspedal einwirkende bzw. ausgeübte Eingangskraft auf die Vorderrad- und Hinterradbremsen (die ebenfalls nicht gezeigt sind) eine hydraulisch erzeugte Betriebskraft angelegt wird.

Der mit Fluiddruck arbeitende Bremskraftverstärker 10, der im folgenden Fluid-Bremskraftverstärker genannt werden soll, besitzt eine erste Gehäuseschale 14, die über eine Drehverschlußeinrichtung 18 an einer zweiten Gehäuseschale 16 festgelegt ist. Ein Kraftübertragungskolben 2 0 ist innerhalb der ersten und der zweiten Gehäuseschale 14 bzw. 16 angeordnet und begrenzt damit

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eine erste und eine zweite Arbeitskammer 22 bzw. 24 mit jeweils veränderlichem Volumen. Der Kraftübertragungskolben 20 besitzt einen zentral angeordneten Nabenkörper 26, der über Fingerelemente 30 (in Fig. 1 ist nur eines erkennbar) mit einer Membran-Anschlag- bzw. Rückplatte 28 in Klemmeingriff steht. Eine Membran 32 weist einen ersten Bördelrand 34, der an ihrem Außenumfang ausgebildet und zwischen einem Flansch 36 der zweiten Gehäuseschale 16 und der ersten Gehäuseschale 14

IQ gehalten ist, und einen zweiten Bördelrand 38 auf, der über eine Schnappverbindung mit einer Nut 40 in Eingriff steht, die an die Rück- bzw. Anlageplatte 28 angrenzend ausgebildet ist und den Rand der Rückplatte 28 festhält.

· Der Naben- bzw. der Zentralkörper 26 besitzt einen sich nach hinten erstreckenden Vorsprung 42, der sich durch eine öffnung 44 in die zweite Gehäuseschale 16 hinein erstreckt. Der Vorsprung 42 besitzt eine Axialbohrung 46, in der ein Steuerventilmechanismus 48 für die Verarbeitung einer von einem (nicht gezeigten) Bremspedal durch eine Schubstange 50 eingeleiteten Betriebs-Eingangsgröße vorgesehen ist.

Der Steuerventilmechanismus 48 weist eine Ventileinrichtung 52. auf, die nachfolgend auf eine durch die Schubstange 5 0 eingeleitete Bewegung eines Tauchkolbens 5 4 betätigt wird, so daß ein VakuumanSchluß unterbrochen und es ermöglicht wird, daß einströmende Luft eine Druckdifferenz über dem Kraftübertragungskolben 2 0 aufbauen kann.

Die Ventileinrichtung 52 besitzt eine Stirnfläche 56, die über einen flexiblen Abschnitt 60 von einem festgelegten Bördelrand 58 getrennt ist. Der Bördelrand. 5 8 wird innerhalb der Axialbohrung 46 durch einen Halte-

] körper 62 gehalten. Eine mit dem Haltekörper 62 in Verbindung bzw. in Anlagekontakt stehende erste Feder 6 4 drückt die Stirnfläche 56 gegen einen ersten Ventilsitz 66, der in der Nähe eines Vakuum- bzw. Unterdruckkanals c 68 angeordnet ist. Der erste Ventilsitz 66 soll im folgenden als Vakuumventilsitz bezeichnet werden. Der Unterdruckkanal 6 8 verbindet die erste Arbeitskammer 22 mit dem Inneren der Bohrung 46 des Nabenkörpers bzw. Zentralkörpers 26. Eine zwischen dem Haltekörper 62 und

IQ einem Ring 72, der mit einer Schulter 74 der Schubstange 5 0 in Anlagekontakt steht, angeordnete zweite Feder 7 0 spannt einen zweiten Ventilsitz 76 auf dem Tauchkolben 54 in Anlagekontakt mit der Stirnfläche 56 vor. Der zweite Ventilsitz 76 soll im folgenden als Luftventilsitz bezeichnet werden.

Zwischen der ersten Gehäuseschale 14 und dem Zentral körper 26 ist eine Rückholfeder 78 eingesetzt, die ein Stoßkissen 80 auf der Membran 32 gegen die zweite Gehäuse schale 16 vorspannt. In dieser Stellung wird über ein Vakuum, das von der Ansaugleitung abgezweigt und durch eine nicht dargestellte Verbindungsleitung über ein (ebenfalls nicht gezeigtes) Rückschlagventil bzw. einen Steuerventilsitz an die vordere bzw. erste Arbeitskammer 22 angeschlossen ist, Luft über einen Radialkanal 82, die Bohrung 46 und den Unterdruckkanal 68 aus der zweiten Arbeitskammer 24 veränderlichen Volumens abgesaugt, so daß der Kraftübertragungskolben 20 seine Ruhestellung einnehmen kann.

Das linke vordere Ende des Tauchkolbens 54 erstreckt sich in eine öffnung 84, die mit einer Reaktionskammer 86 in Verbindung steht. Die Reaktionskammer 86 ist als abgestufte Bohrung ausgebildet und bildet eine Ringschulter 88 aus. Innerhalb der abgestuften Reaktionskanuner 86 ist ein gumraiähnliches Material 9 0 und ein

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} Anschlagelement 92 eines angetriebenen Elements 94 aufgenommen. Das angetriebene Element 9 4 steht mit einem Hauptdruckkolben 116 des Hauptbremszylinders 12 in Verbindung.

Der Tauchkolben 5 4 ist mit einem Abschnitt 96 verringerten bzw. etwas zurückgesetzten Durchmessers ausgebildet, über den sich mit gewissem Spiel, so daß der . Tauchkolben frei bewegbar bleibt, ein mit zwei Gabelvor-Sprüngen versehener Steg eines vorspringenden Elements 98 spreizt. Das vorspringende Element 98 hat in einer entsprechenden Radialbohrung in der Wand des Nabenkörpers 26, wie gezeigt, einen Festsitz, und es schafft eine Anschlageinrichtung für den Tauchkolben 5 4 in der gezeigten Lage, indem es mit der Innenseite des im Durchmesser zurückgesetzten Abschnitts 96 in Anschlag-Funktionskontakt steht.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt. In der gezeigten Lage bzw. Position nimmt jedes Teil des Bremskraftverstärkers 10 seine jeweilige Ruhestellung ein. Es soll dabei besonders hervorgehoben werden, daß Ln dieser Stellung zwischen dem Vakuumventilsitz 66 und der Stirnfläche 56 ein kleines Spiel auftritt, während der Luftventilsitz 76 mit der Stirnfläche 56 der Vantileinrichtung 7 2 in Funktions- bzw. Anlagekontakt steht, so daß die zweite Arbeitskammer 24 in Verbindung mit der anderen Arbeitskammer 22 steht und in beiden Kammern 22 und 24 ein unteratmosphärxscher Druck herrscht. Luft mit atmosphärischem Druck, die in der Bohrung 46 durch einen Filter 100 anliegt, ist von beiden Kammern isoliert.

Wenn eine Bedienungsperson des Kraftfahrzeugs auf das (nicht gezeigte) Bremspedal eine Eingangskraft auf- ° bringt, wird sich.die Schubstange 50 bewegen, so daß der

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] . Feder 64 die Möglichkeit gegeben wird, die Stirnfläche 56 der Ventilcinrichtung 52 gegen den Vakuumventilsitz 66 zu bewegen, so daß die Verbindung zwischen der ersten Arbeitskammer 22 und der Bohrung 46 durch den Kanal 6 8 unterbrochen wird. Das Spiel ist auf eine minimale Größe berechnet, die ausreichend ist/ in der Ruhestellung eine Verbindung zwischen der ersten Arbeitskammer 22 und der Bohrung 46 aufrechtzuerhalten. Bei weiterer Bewegung der Schubstange 50 wird der mit atmosphärischer Luft beauf-

IQ schlagte Ventilsitz 76 von der Stirnfläche 56 wegbewegt, so daß es der Luft unter atmosphärischem Druck, die in der Bohrung 46 anliegt, ermöglicht wird, durch den Radialkanal 82 in die hintere Kammer 24 einzudringen. Durch die Beaufschlagung der hinteren Arbeitskammer 24 mit Luft und der vorderen Arbeitskammer 22 mit Unterdruck baut sich über dem Kraftübertragungskolben 2 0 ein Oifferenzdruck auf. Dieser Differenzdruck erzeugt eine Betriebskraft, die durch den Nabenkörper bzw. durch die Nabenkörpereinrichtung 26 übertragen wird, so daß das Anschlageleraent 92 des angetriebenen Elements 94 durch das Gummimaterial 90 bewegt wird, wodurch sich im Hauptbremszylinder 12 auf herkömmliche Art und Weise ein Bremsfluiddruck aufbaut.

Bei diesem Vorgang wird ein Großteil der sich im Reaktions-Gummimaterial 90 aufbauenden Reaktionskraft durch die Schulter 88 des kraftübertragenden Nabenkörpers 26 des Kraftübertragungskolbens 20 aufgenommen, während der restliche Anteil der Kraft durch den Tauchkolben 54 und damit durch die Schubstange 5 0 abgefangen wird, die dann über das (nicht gezeigte) Bremspedal von der Bedienungsperson der Bremse verspürt wird.

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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 ein wichtiges oder wesentliches Merkmal des Bremskraftverstärkers 10 beschrieben.

Wie man aus Fig. 2 erkennen kann, bilden die Gehäuseschalen 14 und 16 ein Gehäuse 102, welches ein Paar von Einschnürungsabschnitten 104 aufweist, so daß die Kontur des Gehäuses 102 eine in etwa erdnußfömige Gestalt annimmt. Von einem Flansch 108 (Fig. 3) deö Hauptbremszylinder 12 erstrecken sich Bolzen 106 r.u Unterlagsplatten bzw. Unterlagscheiben 110. Die BoLzen verlaufen mit Spiel durch den Flansch 108 und durch die Unterlagsplatten 110 und sie stehen an ihren beiden Enden jeweils in Schraubeingriff mit Muttern 112. Das jeweils rechte Ende eines jeden Bolzens 106 erstreckt sich ferner in ausreichendem Maße über die Unterlagsplatte 110 hinaus und verläuft durch ein Spritzblech 114 (Fig. 3), welches durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, hinter dem es mit einer weiteren (.licht gezeigten) Mutter in Eingriff steht, so daß das Gehäuse 102 zusammen mit dem Hauptbremszylinder 12 am Spritzblech 14 befestigt wird. Der oben beschriebene Aufbau schafft somit eine einzige gemeinsame Einrichtung für das Verbinden des Gehäuses mit dem Hauptbremszylinder und für die Montage des Gehäuses an das Spritzblech.

Wenn der Bremskraftverstärker 10 in Betrieb genommen wird und sich dann im Hauptbremszylinder 12 ein Bremsfluiddruck aufbaut, wird vom Flansch 108 durch die Bolzen

106 unter Überbrückung des Gehäuses 102 eine Brems-Reaktionskraft auf das Spritzblech 114 übertragen. Darin ist der hauptsächliche Vorteil der Erfindung zu sehen. Der oben beschriebene Aufbau ist dahingehend nutzbar, daß die Dicke des Metallblechs für das Gehäuse 102 auf einen

minimalen Wert hin dimensioniert werden kann, der aus-

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] reichend groß ist, um das Gehäuse 102 gegen einen ledig-I.ich atmosphärischen Druck und die Feder-Vorspannkraft der Rückholfeder 78 in einer vorgegebenen Form halten zu können.Demgemäß kann das Gesamtgewicht des Bremskraft-Verstärkers 10 im Vergleich zu herkömmlichen Bremskraftverstärkern auf ein entsprechend niedrigeres Niveau abgesenkt bzw. auf einen entsprechend niedrigeren Wert berechnet werden.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die Bolzen 106 im mittleren Abschnitt gekrümmt, um die Lageabweichungen zwischen den Verbindungsstellen am Flansch 108 und an der Gehäuseschale 16 auszugleichen bzw. zu kompensieren.

Die Unterlagsplatten bzw. Unterlagscheiben 110 sind, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, in eine doppelt gebogene Form gebracht, um ein zuverlässiges Ineinandergreifen der Unterlagsplatten und der Gehäuseschale 16 sicherzustellen, indem die Einschnürungsabschnitte 104 den Unterlagsplatten angepaßt sind bzw. die Unterlagsplatten aufnehmen.

Die Erfindung schafft somit eine Bremskraftverstärkungseinrichtung mit einem Gehäuse, einem mit dem Gehäuse verbundenen Hauptbremszylinder, einem membranangetriebenen Kraftübertragungskolben, der das Gehäuse in eine erute und eine zweite Fluidkammer unterteilt und dessen zurückgezogene Stellung bzw. Ruhestellung durch Anschlagkontakt mit dem Gehäuse definiert ist, und einem Steuerventilmechanismus für den membranangetriebenen Kraftübertragungskolben, um einen zwischen den Fluidkammern herrschenden Differenzdruck als Reaktion auf eine axial relativ zum Kraftübertragungskolben erfolgende Bewegung des Bremspedals zu steuern. Für die Montage erstrecken sich vom Hauptbremszylinder außerhalb

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des Gehäuses mindestens zwei Bolzen unter Überbrückung der Außenseite des Gehäuses zu einem Spritzblech des Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise kann eine Bremsreaktionskraft vom Hauptbremszylinder unter Überbrückung des Gehäuses auf das Spritzblech übertragen werden.

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Claims

20 30 Patentansprüche

1.) Bremskraf ^verstärkungseinrichtung, gekennzeichnet durchbin Gehäuse (102, 14, 16), einen mit dem Gehäuse (102) verbundenen Hauptbremszylinder (12), einen membranangetriebenen Kraftübertragungskolben (20), der das Gehäuse (102) in eine erste (22) und eine zweite Fluidkammer (24) unterteilt und dessen zurückgezogene Stellung durch Anschlagkontakt mit dem Gehäuse (102) definiert ist, und einen Servoventilmechanismus (48) für den membran angetriebenen Kraftübertragungskolben (20), um einen zwischen den Fluidkammern (22, 24) herrschenden Differenzdruek als Reaktion auf eine axial relativ zum Kraftübertragungskolben (20) erfolgende Bewegung des Bremspedals zu steuern, wobei sich für aie Montage vom Hauptbremszylinder (12) außerhalb des Gehäuses (102) mindestens zwei Bolzen (106) unter Überbrückung der. Außenseite des Gehäuses (102) zu einem Spritzblech (114) des Kraftfahrzeugs erstrecken,wodurch die Bremsreaktionskraft vom Hauptbremszylinder (12) unter überbrückung des Gehäuses (102) auf das Spritzblech (114) übertragen wird.

2. Bremskraftverstärkungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. das Gehäuse (102) so gestaltet ist, daß symmetrisch zum Zentrum des Gehäuses (102) ein Paar von Einschnürungsabschnitten (104) ausge-

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üoulscne Bank (München! Ktr. 5V610/0

Drosdnor Biink (München) KIo. 3933844

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bildet werden, durch die hindurch die sich vom Hauptbremszylinder (12) zum Spritzblech (114) erstreckenden Bolzen (106) verlaufen, dessen beide Endabschnitte in Schrauben-Mutter-Klemmverbindung mit dem Hauptbremr;zylinder (12) bzw« mit dem Spritzblech (114) stehen,wodurch das Gehäuse (102) zwischen dem Hauptbremszylinder' (12) und dem Spritzblech (114) eingeklemmt wird.

3. Bremskraftverstärkungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (106) an ihrem dem Spritzblech (114) benachbarten Ende durch Unterlagsplatten (110) verlaufen, die zwischen dem Spritzblech (114) und dem Gehäuse (102) eingesetzt sind, so daß das Gehäuse (102) über die Unterlagsplatten (110) zwischen dem Hauptbremszylinder (12) und dem Spritzblech (114) geklemmt wird.

4. Bremskraftverstärkungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbremszylinder (12) mit einem Flansch (108) versehen ist, mit dem die jeweiligen Bolzen (106) in Schrauben-Mutter-Klemm-? verbindung stehen.

5. Bremskraftverstärkungseinrichtung nach An-

spruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (106) eine gebogene Form besitzen, um sich einer Fluchtungsabweichung zwischen den Verbindungs- bzw. Abkopplungsstellen mit dem Hauptbremszylinder (12) und dem Spritzblech (114) an beiden Enden der jeweiligen Bolzen

(106) anpassen zu können.

6. Bremskraftverstärkungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagsplatten (110) eine zweifach umgebogene Formgebung be-

sitzen, die sich den jeweiligen Einschnürungsabschnit-

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ten (104) anpaßt, um ein zuverlässiges Ineinandergreifen zwischen den Unterlagsplatten (110) und den Einschnürungsabschnitten (104) sicherzustellen.

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