DE3124154A1

DE3124154A1 - Unterdrucksystem zur betaetigungskraftverstaerkung in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3124154A1
Application number: DE19813124154
Authority: DE
Inventors: Yasufumi Tokyo Ideta
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-10-07
Filing date: 1981-06-19
Publication date: 1982-05-13
Also published as: GB2085122B; GB2085122A; FR2491405B1; US4531624A; FR2491405A1; JPS5765159U

Description

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER NISSAN

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens enthalten die Unteransprüche.

Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Unterdrucksystems bildet dessen zweites Absperrventil, welches auch beim Auftreten einer außerhalb des Bremskraftverstärkers liegenden Undichtigkeit an einem anderen Betätigungskraftverstärker oder dergleichen ein' Absinken des Unterdrucks im gesamten Unterdrucksystem verhindert. Dadurch wird die Funktionsfähigkeit des Unterdruck-Bremskraftverstärkers stets sichergestellt und mit geringem Kosten- und Platzaufwand ein wesentlicher Beitrag zur Verkehrssicherheit des Fahrzeugs geleistet. Ein zusätzlicher Unterdruckbehälter ist überflüssig.

Das zwischen dem Ansiiugstutzen und dem anderen Unterdruck-Betätigungskraftverstärker liegende zweite Absperrventil des erfindungsgemäßen Unterdrucksystems funktioniert - solange der andere Betätigungskraftverstärker normal arbeitet - in gleicher Weise wie ein herkömmliches Rückschlag- oder Absperrventil, schließt jedoch im Fall einer die Luftdichtigkeit beeinträchtigenden Störung an dem anderen Unterdruck-Kraftverstärker aufgrund einer zwischen vor und hinter diesem zweiten Absperrventil liegenden Punkten zunehmenden Druckdifferenz und bildet gleichzeitig eine enge Durchlaßöffnung.

Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, die auch den angegebenen Stand der Technik umfaßt, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines

bekannten Unterdrucksystems für ein Kraftfahrzeug, 35

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zweite Verbindungsleitung 10, welche eine zwischen dem ersten Absperrventil 6 und dem Ansaugstutzen 1 liegende Stelle der Verbindungsleitung 5 mit dem Unterdruck-Kupplungskraftverstärker 7 verbindet; und ein in der zweiten Verbindungsleitung 10 angeordnetes zweites Absperrventil 11, welches Luft nur in Richtung von dem Kupplungskraftverstärker 7 zum Ansaugstutzen 1 und nicht in Gegenrichtung strömen läßt, so daß ein Absinken des Unterdrücke in dem Kupplungskraftverstärker 7 auch dann verhindert wird, wenn die Unterdruckwerte im Ansaugstutzen 1 sinken.

Bei einem so aufgebauten Kraftfahrzeug-Unterdrucksystem muß, wenn ein Defekt im Kupplungskraftverstärker 7 zur Luftundichtigkeit führt, zwangsläufig der Unterdruck im gesamten Unterdrucksystem absinken. Folglich funktioniert auch der Unterdruck-Bremskraftverstärker 2 nicht ordnungsgemäß, so daß der Fahrer diese Störung durch ungewöhnlich große Bremskräfte überwinden mu|. Diese Störung beinhaltet ein großes Sicherheitsrisiko. Zur Überwindung dieses Problems befindet sich in der zweiten Verbindungsleitung 10 zwischen dem zweiten Absperrventil 11 und dem Ansaugstutzen 1 eine Drosselstelle 12, welche im Fall einer Undichtigkeit im Bereich des Unterdruck-Kupplungskraftverstärkers das Absinken des Unterdrucks auf der Seite des Bremskraftverstärkers verhindert.

Zusätzlich ist als Ausgleich für die Unterdruckabsenkung während einer Kupplungsbetätigung über die Drosselstelle 12 zwischen dem zweiten Absperrventil 11 und dem Kupplungskraftverstärker 7 ein Unterdruckbehälter 13 an die zweite Verbindungsleitung 10 angeschlossen. Dieser zusätzliche Unterdruckbehälter 13 erhöht die Kosten und den Platzbedarf des herkömmlichen Unterdrucksystems wesentlich.

Nachstehend wird in Verbindung mit der Figuren 2 bis 5 ein

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erfindungsgemäßes Unterdrucksystem zur Betätigungskraftverstärkung in Kraftfahrzeugen beschrieben. Hierbei sind verschiedene Ausführungen (Figur 4 und 5) eines zweiten Absperrventils möglich.
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Das in Figur 2 schematisch und in Figur 3 cjegenständlich dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel umfaßt einen als Unterdruckgenerator wirkenden Ansaugstutzen 21 ; einen eingangsseitig über ein Eingangselement 22a mit einem Bremspedal 23 und ausgangsseitig mit einem auf einen Bremsmechanismus 24 einwirkenden Steuerzylinder 22b verbundenen Unterdruck-Bremskraftverstärker 22; eine den Ansaugstutzen 21 mit dem Bremskraftverstärker 22 verbindende erste Verbindungsleitung 25; ein in der Verbindungsleitung 25 angeordnetes erstes Absperrventil 26, welches nach Art eines Rückschlagventils Luft nur in Richtung von dem Unterdruck-Bremskraftverstärker 22 zum Ansaugstutzen 21 strömen läßt, jedoch nicht in der Gegenrichtung, damit dieses erste Absperrventil 26 eine Absenkung des Unterdrucks auf der Bremskraftverstärker-Seite auch dann verhindert, wenn die Unterdruckwerte im Ansaugstutzen 21 fallen; einen als Kupplungskraftverstärker dienenden Unterdruck-Betätigungskraftversträker 27, welcher eingangsseitig über ein Eingangselement 27a mit einem Kupplungspedal 28 und ausgangsseitig mit einem auf einen Kupplungsmechanismus 29 einwirkenden Kupplungssteuerzylinder 27b verbunden ist; und ein zweites Absperrventil 31 in einer zweiten Verbindungsleitung 30, welche den Unterdruck-Kupplungskraftverstärker 27 mit einer zwischen dem Ansaugstutzen 21 und dem ersten Absperrventil 26 liegenden Stelle der ersten Verbindungsleitung 25 verbindet.

Gemäß Figur 3 sind sowohl ein Bremspedal 23 als auch ein Kupplungspedal 28 nach oben und unten verstellbar ausgebildet. Zu diesem Zweck sind jeweils ein Bremspedalteil 23a und ein Kupplungspedalteil 28a auf einem Bremshebel 23b bzw.

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einem Kupplungshebel 28b im Bereich von Langlöchern 42 bzw. 45 verstellbar mittels einer Schraube 44 mit Mutter 43 bzw. Schraube 47 mit Mutter 46 befestigt. Statt dieser verstellbaren Pedalausführungen können auch herkömmliche nicht-verstellbare Pedale für Kupplung und Bremse verwendet werden.

Das in Figur 4 separat und geschnitten dargestellte zweite Absperrventil 31 enthält in einem Ventilgehäuse 40 eine Ventilkammer 32, die über eine in Figur 4 rechts liegende und mit einem sphärisch ausgearbeiteten Ventilsitz versehene Ventilöffnung 33 mit dem Kupplungskraftverstärker 27 und durch eine in Figur 4 links liegende sowie mit einem konisch ausgearbeiteten Ventilsitz versehene Ventilöffnung

35 mit dem Ansaugstutzen verbindbar ist. Je nach vorhandener Druckdifferenz zwischen der Kupplungskraftverstarkerseite und der Ansaugstutzenseite kann ein innerhalb der Ventilkammer verschiebbar angeordnetes Ventilelement 36 nach rechts oder links verschoben werden, um die eine oder andere der beiden Ventilöffnungen 3 3 und 35 zu schließen. Das in Figur 4 rechtsseitig mit einer sphärischen Oberfläche 36a und linksseitig mit einer sphärischen Oberfläche 36b versehene Ventilelement

36 wird durch die Kraft einer zwischen dem Ventilgehäuse 40 und dem Ventilelement 36 abgestützten Druckfeder 37 ständig in Richtung auf die zum Kupplungskraftverstärker 27 führende Ventilöffnung 33 vorgespannt. In das linke Ende des Ventilelements 36 ist eine enge Bohrung 38 eingearbeitet, die einen kleineren Luftdruchlaßquerschnitt als ein die Ventilkammer über die Leitung 30 mit dem Ansaugstutzen 21 verbindener Kanal 41 hat. Über diese enge Bohrung 38 besteht eine ständige Verbindung zwischen der Ventilkammer und der zum Ansaugstutzen 21 führenden Leitung 30.

Wenn der in dem das erfindungsgemäße Unterdrucksystem enthaltenden Kraftfahrzeug sitzende Fahrer während der Fahrt auf das Bremspedal 23 oder Kupplungspedal 28 tritt, um den

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Bremsmechanismus 24 oder den Kupplungsmechanismus 29 zu betätigen, dann findet jeweils eine Vervielfachung der am Pedal 23 oder 28 wirksamen Betätigungskraft durch den Bremskraftverstärker 22 oder Kupplungskraftverstärker 27 statt. Folglich genügen relativ geringe Pedalbetätigungskräfte aus, um das Fahrzeug zu bremsen, die Kupplung einzurücken bzw. v.u trennen oder die Kupplung im gleitenden Zustand exakt zu bedienen.

Nachstehend wird der Betrieb des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 22 näher erläutert. Solange das Fahrzeug fährt, wird ein nicht dargestellter Kolben innerhalb des Bremskraftverstärkers 22 über die erste Verbindungsleitung 25 und das erste Absperrventil 26 beiderseits mit Unterdruck beaufschlagt. Sobald der Fahrer auf das Bremspedal 23 tritt, gelangt Luft mil atmosphärischem Druck auf die dem Bremspedal 23 zugekehrte Kolbenseite, und dadurch entsteht eine Druckdifferenz zwischen den beiden Kolbenseiten, welche den Kolben in die entgegengesetzte Richtung bewegt.

Sobald das Bremspedal 23 wieder freigegeben wird_f saugt der Ansaugstutzen 21 die Luft mit atmosphärischem Druck von der dem Bremspedal 23 zugekehrten Kolbenseite über die erste Verbind ungs leitung 25 und das erste Absperrventil 26 ab, so daß sich auf beiden Kolbenseiten wieder Unterdruck einstellt und der Kolben durch eine nicht dargestellte Feder in seine Ausgangsstellung zurückbewegt wird. Dadurch kehrt auch der Bremsmechanismus 24 in seine Ausgangstellung zurück und hebt damit die Bremskräfte auf. Der Unterdruck-Kupplungskraftverstärker 27 arbeitet in gleicher Weise wie der beschriebene Bremskraftverstärker.

Das erfindungsgemäß ausgebildete zweite Absperrventil 31 hält den Unterdruck auf der Seite des Kupplungskraftverstärkers 27 aufrecht und verhindert einen Luftdurchfluß für den Fall,

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daß die Unterdrückerzeugung im Ansaugstutzen 21 durch den Motor aufhört oder daß der Unterdruck auf Seiten des Kupplungskraftverstärkers 27 gleich oder größer als der Unterdruck im Ansaugstutzen 21 wird (siehe hierzu Figur 4)■ 5

Wird bei laufender Unterdruckerzeugung seitens des Ansaugstutzens 21 das Kupplungspedal 28 getreten, dann gelangt Luft mit atmosphärischem Druck in den Kupplungskraftverstärker und von dort über die zweite Verbindungsleitung 30 zum Ansaugstutzen 21. Solange das Kupplungspedal getreten wird, erfolgt eine Verschiebung des Ventilelements 3 6 nach links in Richtung auf den Ansaugstutzen 21 (siehe hierzu Figur 5), und dabei wird die Ventilöffnung 33 gegen die Kraft der Druckfeder 37 geöffnet. Im Normalfall· gelangt nur wenig Luft vom Kupplungskraftverstärker 27 in das zweite Absperrventil 31, so daß die am Ventilelement 36 auf die Ventilöffnung 33 wirksame Federkraft annähernd gleich der Druckdifferenz zwischen den Ventilöffnungen 33 und 35 ist. In diesem Zustand befindet sich das Ventilelement 36 zwischen den beiden Ventilöffnungen 33 und 35, seine beiden Enden 36a und 36b nehmen jeweils einen Abstand von der zugekehrten Ventilöffnung 33 bzw. 35 ein, und es fließt Luft von der dem Kupplungskraftverstärker zugekehrten Öffnung 33 durch die Ventilkammer 32 zu der dem Ansaugstutzen zugekehrten Ventilöffnung 35. In diesem Normalfall arbeitet das zweite Absperrventil 31 wie ein normales Rückschlagventil, nicht wie eine Drossel oder Ausgleichsbohrung.

Wenn jedoch der Unterdruck-Kupplungskraftverstärker 27 defekt und undicht ist, dann gelangt eine große Luftmenge vom Kupplungskraftverstärker durch die Ventilöffnung 33 in die Ventilkammer 32, und dadurch entsteht eine Druckdifferenz zwischen der Ventilöffnung 33 einerseits und der dem Ansaugstutzen zugekehrten gegenüberliegenden Ventilöffnung 35 andererseits, welche die Kraft der Druckfeder 37 überwindet und das

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NTSSAN

- 14 Funktionieren des zweiten Absperrventils 31 sichergestellt.

Das in Figur 5 dargestellte abgewandelte Ausführungsbeispiel des zweiten Absperrventils 31 unterscheidet sich von dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die enge Bohrung 38 statt im Ventilelement im Ventilgehäuse 40 angeordnet ist und so die Ventilkammer 32 mit dem Ansaugstutzen 21 verbindet. Im übrigen sind die beiden Absperrventil-Ausführungen von Figur 4 und 5 gleich.

Bei dem zuvor beschriebenen und je einen Unterdruck-Betätigungskraftverstärker für die Bremse und für die Kupplung aufweisenden erfindungsgemäßen Unterdrucksystem für Kraftfahrzeuge besitzt das zweite Absperrventil eine enge Bohrung als Verbindung zwischen dem zweiten Betätigungskraftverstärker und dem Unterdruckgenerator bzw. Ansaugstutzen. Im Normalzustand des zweiten Betätigungskraftverstärkers arbeitet das zweite Absperrventil wie ein normales Rückschlagventil. Wenn der zweite Betätigungskraftverstärker jedoch defekt und undicht ist, dann wird die enge Bohrung in dem zweiten Absperrventil wirksam und verhindert ein Zusammenbrechen des Unterdrucks im gesamten Unterdrucksystem. Auf diese Weise bleibt der Unterdruck-Bremskraftverstärker stets voll funktionsfähig, was sehr wesentlich für die Sicherheit des Fahrzeugs ist. Diese erfindungsgemäße Sicherheitsmaßnahme ist mit geringen Kosten und ohne zusätzlichen Platzaufwand realisierbar. Ein bisher üblicher zusätzlicher Unterdruckbehälter ist überflüssig.

Ferner enthält das erfindungsgemäße Absperrventil ein Ventilelement, welches auf beiden Seiten sphärische Oberflächen besitzt, die mit jeweils einem sphärisch geformten bzw. konisch vertieften Ventilsitz des Ventilgehäuses zusammenwirken. Dadurch ist unter allen Betriebsbedingungen ein sicheres Schließen des Ventilelements gewährleistet, ins-

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besondere auf der dem Unterdruckgenerator zugekehrten Ventilseite. Dadurch wird sichergestellt, daß im Fall eines vom Betätigungskraftverstärker durch die enge Bohrung zum ünterdruckgenerator fließenden Luftstroms der Unterdruck im Bereich des Unterdruck-Bremsverstärkers zurückgeht bzw. zusammenbricht, und die Fahrsicherheit des Kraftfahrzeugs bleibt stets erhalten. Zusätzlich wird durch integrale Einformung des Ventilsitzes für den Unterdruckgenerartor in das Ventilgehäuse eine relativ einfache, billige und · leichte Konstruktion ermöglicht; eine zusätzliche Platte mit einem Ventilsitz innerhalb der Ventilkammer ist überflüssig.

Claims

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- einem zwischen dem Bremskraftverstärker und dem Unterdruckgenerator eingeschlossenen ersten Absperrventil, welches Luft von dem Bremskraftverstärker zu dem Unterdruckgenerator strömen läßt, wenn letzterer einen Unterdruck erzeugt, aber jede Luftströmung in der Gegenrichtung verhindert,

- einem über ein zweites Pedal ansteuerbaren zweiten Unterdruck-Betätigungskraftverstärker, welcher bei Bedienung des zweiten Pedals auf einen Betätigungsmechanismus in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen aus dem Unterdruckgenerator stammendem Unterdruck und von außen zugeführtem atmosphärischem Druck einwirkt, und

- einem zwischen dem zweiten Betätigungskraftverstärker und dem Unterdruckgenerator angeschlossenen zweiten Absperrventil, welches parallel zu dem ersten Absperrventil liegt,

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Absperrventil (31), wenn der Unterdruckgenerator (21) Unterdruck erzeugt, Luft von dem zweiten Betätigungskraftverstärker (27) zum Unterdruckgenerator strömen läßt und in diesem Fall in gleicher Weise wie das erste Absperrventil (26) funktioniert, jedoch bei Zustrom eines großen Luftvolumens in den Unterdruck-Betätigungskraftverstärker in einem Ausnahmezustand durch eine enge Durchlaßöffnung

(38) nur eine kleine Luftmenge von dem zweiten Unterdruck-Betätigungskraftverstärker (27) in Richtung auf den Unterdruckgenerator (21) strömen läßt.
2. Unterdrucksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Absperrventil (31)

- ein Ventilgehäuse (40) mit einer über eine erste Ventilöffnung (33) mit dem zweiten Betätigungskraftverstärker (27) und über eine zweite Ventilöffnung (35) mit dem Unterdruckgenerator (21) verbundenen Ventil-

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kammer (32) ,

- eine in dem Ventilgehäuse angeordnete Druckfeder (37) und

- ein durch die Druckfeder an die erste Ventilöffnung (3 3) andrückbares Ventilelement (36) mit einer für das Verschließen der ersten Ventilöffnung geformten ersten sphärischen Oberfläche (36a) und einer für das Verschließen der gegenüberliegenden zweiten Ventilöffnung (35) geformten zweiten sphärischen Oberfläche (36b) umfaßt;

und daß die enge Druchlaßöffnung eine enge Bohrung (38) ist, welche die durch das Ventilelement (36) verschlossene zweite Ventilöffnung überbrückt und eine Verbindung zwischen der Ventilkammer (32) und dem Unterdruckgenerator (21) bildeL. 15
3. Unterdrucksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die enge Bohrung (38) in das Ventilelement (36) eingearbeitet ist (Figur 4).
4. Unterdrucksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die enge Bohrung (38) unter Umgehung der zweiten Ventilöffnung (35) in das Ventilgehäuse (40) eingearbeitet ist (Figur 5).
5. Unterdrucksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, das der Unterdruckgenerator (21) durch einen Ansaugstutzen gebildet wird.
6. Unterdrucksystem nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η 3"0 zeichnet, daß der Betätigungsmechanismus (29) ein Kupplungsmechanismus zum Anlegen oder Lösen einer Kupplungsscheibe ist.
7. Unterdrucksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Uni <m-

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druck-Betätigungskraftverstärker (27) ein Unterdruck-Kupplungskraftverstärker ist.