DE3406520A1 - Vakuumbetriebener bremskraftverstaerker - Google Patents

Description

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Vakuumbetriebener Bremskraftverstärker

Die Erfindung betrifft einen vakuumbetriebenen Bremskraftverstärker mit einem gegenüber dem Verstärkergehäuse abgedichteten Verstärkerkolben und einer mit einem Bremspedal gekoppelten Kolbenstange zum Betätigen eines Doppelventilß, durch welches eine Arbeitskammer des Bremskraft-Verstärkers wahlweise mit Unterdruck oder höherem Differenzdruck verbindbar ist, in dem ein erstes Ventil durch einen Ventilsitz am Verstärkerkolben und ein in Richtung des Ventilsitzes vorgespanntes Tellerventil und ein zweites Ventil durch dasselbe Tellerventil und einem mit der Kolbenstange verbundenen Ventilkolben gebildet ist, wobei der Verstärkerkolbon mit einem Steuergehäuse in Wirkverbindung steht, in dem der Ventilkolben verschiebbar gelagert ist und wobei im Steuergehäuse eine Gummireaktionsscheibe gehalten ist, auf die einerseits der Steuerkolben einwirkt, und andererseits eine mit dem Kolben des Hauptzylinders verbundene Druckstange.

Bei bekannten vakuumbetriebenen Bremskraftverstärkern der in Frage stehenden Art ist eine Gummireaktionsscheibe zwischen dem vom Bremspedal über eine Kolbenstange bewegten Ventilkolben und dem pedalseitigen Ende der mit dem Kolben des Hauptzylinders zusammenwirkenden Druckstange angeordnet.

Der sich nach Überfahren der Ausgleichsbohrung durch die Primärmanschette im Hauptzylinder aufbauende Druck übt über den Hauptzylinderkolben und die Druckstange eine Reaktionskraft auf die Gummireaktionsscheibe entsprechend dem Übersetzungsverhältnis aus. Der Reaktionsdruck wird auf den

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Ventilkolben übertragen, wodurch dieser verschoben wird und sich mit seinem Sit?- dichtend auf das Ventil aufsetzt. Damit sind Vakuuinkanal und Außenluftdurchlaß geschlossen.

Als Hysterese eines derartigen Bremskraftverstärker bezeichnet man üblicherweise den unterschiedlichen Kraft-Kraft Verlauf bei Betätigung und Lösen eines Brerasgerätes (Ausgangskraft an der Druckstange/Eingangskraft an der Kolbenstange).

Bei den heute üblichen Bremskraftverstärkern ist die Hysterese ungewöhnlich breit und wird als Nachteil angesehen.

Wie Versuche gezeigt haben, besteht der Hauptanteil der Hysterese in der von der Reaktionsscheibe bedingten unterschiedlichen Fonnänüerungsarbeit des Gummimaterials bei Vor- und Rücklauf. Geräte mit einer im Durchmesser großen und sehr weichen Feaktionsscheibe weisen eine deutlich schmalere Hysterese auf, als Geräte mit kleiner harter Reaktionsscheibe. Bei Bremsgeräten neuerer Bauart ist der Bauraum für die Steuereinheit in der Regel sehr klein, was vor allem zu Lasten der Reaktionsscheibengröße geht. Um den Verschleiß der Reaktionsscheibe im Dauerbetrieb in Grenzen zu halten, kann zwar die Härte der Reaktionsscheibe erhöht werden, was aber dann zur Verbreiterung der Hysterese führt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, als Reaktionswerkstoff ein relativ weiches Material einzusetzen, ohne aber dadurch den Verschleiß zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gummireaktionsscheibe zumindest einen Abschnitt aufweist,

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dessen ihn begrenzende kreisscheibenförmige Querscbnittsflochen verachieden groß bemessen sind, wobei die die Querschnittsflachen verbindende Mantelfläche gewölbt, beispielsweise als Mantelfläche eines Kugelsektors ausgebildet ist, oder die Mantelfläche eines Kreiskegelstumpfes ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform v/eist die Gummireaktionsscheibe einen ersten Abschnitt auf, der die Konfiguration eines Kreiszylinders hat, an den sich ein zweiter als Kegelstumpf ausgebildeter Abschnitt anschließt, wobei die kleinere, eine Kreisscheibe bildende Stirnfläche des zweiten Abschnitts dem Ventilkolben zugekehrt vorgesehen ist. Bei einer alternativen Ausführungsform weist die Gummireaktionsscheibe einen ersten Abschnitt auf, der die Form eines Kreiszylinders hat, an den sich ein zweiter Abschnitt in Form eines Kegelstumpfes anschließt, wobei sich an den zweiten Abschnitt ein dritter Abschnitt in Form eines Kreiszylinders anschließt.

Mit Vorteil weist der sich an den ersten Abschnitt der Gummireaktionsscheibe in Form eines Kreiszylinders anschließende zweite Abschnitt, in Form eines Kegel stumpfes, eine kreisscheibenfönuige Stirnfläche auf, deren Durchmesser dem Durchmesser des Ventilkolbens und/oder der zwischen Gummireaktionsscheibe und Ventilkolben angeordneten Scheibe entspricht.

Erf indungsgernnß weist, die Ausnehmung im hauptzylinderseitigen Ende des Steue>rgehäuses für die Halterung und Führung der Gummireaktionsscheibe einen ersten, zylindrischen Abschnitt auf, an den sich in Richtung auf die Kolbenstange zu ein trichterförmiger zweiter Abschnitt

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anschließt. Damit die Gummireaktionsscheibe sich möglichst weit in Richtung auf den Ventilkolben zu im Steuergehäuse ausdehnen kann, weist der dritte, zylindrische Abschnitt der Gununireaktionsneheibe einen Durchmesser auf, der demjenigen des Vent.ilkolbens und/oder der Scheibe entspricht.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu. Einige davon sind in den anhängenden Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 den Längsschnitt: durch die Steuergruppe eines Bremskraftverstärkers mit einem aus zwei relativ zueinander verschiebbaren Steuergehäuseteilen und einer zwischen dem Ventilkolben und der Reaktionsscheibe gelagerten Scheibe,

Figuren

2 und 3 Ausführungsvarianten einer Gummireaktionsscheibe.

Wie die Schnittzeichnung zeigt, besteht der Bremskraftverstärker im wesentlichen aus dem Verstärkergehäuse 7, der den Gehäuseinnenraum in die Kammern 20, 23 aufteilenden Rollmembrane 18, dem Membranteller 19, der Gerätefeder 25, den beiden Steuergehäuseteilen 2, 4, dem Tellerventil 1, dem Ventilkolben 16, der Gummireaktionsscheibe 30, der Kolbenstange 14 und der Druckstange 29.

Die Gerätefeder 25 drückt den Membranteller 19 mit dem ersten Steuergehäuseteil 2 über den Dichtsitz 12 an das Tellerventil 1 bzw. die Dichtfläche 11 und über den zweiten

Steuergehäuseteil 4 gegen das Verstärkergehäuseteil 7, wozu sich die Gerätefoder 25 über den Membranteller 19 auf dem ersten Steuergehäuseteil 2 abstützt.

Das Tellerventil 1 hat auf der der Dichtfläche 11 abgewandten Seite einen Anschlag 8, der in Lösestellung über die Hülse 36 am Steuergehäuseteil 4 anschlägt. Das Steuergehäuseteil 4 seinerseits liegt vorzugsweise am Dichtring an und hat somit eine fest definierte hintere Stellung. In dieser Stellung wird der Dichtsitz 9 am Ventilkolben 16 sowie der Dichtsitz 12 im Steuergehäuseteil 2 des zweiteiligen Steuergehäuses 2, 4 gegen die Dichtfläche 11 des Tellerventils 1 gedruckt. Dadurch kann bei Betätigung der Kolbenstange 14 der Ventilkolbendichtsitz 9 sofort abheben und das Gerät spricht ohne Leerweg an.

Bei Betätigung der Kolbenstange 14 läuft das erste Steuergehäuseteil 2 vor, bis der Anschlag 3 das zweite Steuergehäuseteil 4 mitnimmt. Die Lauffläche für den Dichtring ist somit entsprechend kurz ausgebildet. Die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 werden durch die Dichtkante 40 des Tellerventils 1 gegeneinander abgedichtet.

Der Ventilkolben 16 ist nicht mit der Scheibe 6, die zur Einstellung der Geräteübersetzung dient, fest verbunden, da der Anschlag 3 den Öffnungsweg des Ventilkolbens 16 begrenzt. Durch Ineinanderschachteln der beiden Steuergehäuseteile 2, 4 wird eine große Führungslänge erreicht und somit ein Ausknicken oder Klemmen der Steuergehäuseteile 2, 4 verhindert.

Die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 machen eine Relativ-

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bewegung zueinander, und zwar beim Ansprachen des Gerätes, und wenn das Gerät in seine hintere Stellung zurückgelaufen 3 st. Während der gesamten sonstigen Funktion stehen die beiden Stouergehäuneteile 2, 4 relativ zueinander still.

Da sich in der Lösestellung die Gerätefeder 25 und die Kolberistungenrückholfeder 10 über die Dichtfläche 11 am Tellerventil 1 abstützen, sind die Dichtsitze 9 und 12 vorzugsweise so ausgebildet, daß nach ca. 0,2 rnm Verformung des Gummis, eine vergleichsweise große Fläche zum Tragen kommt, um eine Schädigung des Werkstoffs zu vermeiden. Die Begrenzung des Relativweges der beiden Steuergehäuseteile 2, am Anschlag 3 übernimmt ein Federring ]7, der von der Seite her aufgesteckt wird.

Das zweite Steuergehäuseteil 4 liegt in der Lösestellung mit seinem Kragen 28 am im Verstärkergehäuseteil 7 eingepreßten Dichtring 5 mit Anschlag 27 an, wobei das Tellerventil 1 mit dem Anschlag 8 über die Hülse 36 im Steuergehäuseteil 4 anschlägt. Der Dichtsitz 9 des Ventilkolbens 16 wird von der Feder 10 an die Te]lerventildichtfläche 11 angedrückt, wobei der Dichtsitz 12 des Steuergehäuseteils 2 von der Gerätefeder 25 über den Membranteller 19 an die Dichtfläche 11 des Tellerventils 1 gedruckt wird. In der in der Zeichnung dargestellten Lage der beiden Steuergehäuseteile 2, 4 herrscht in den Kammern 2.0, 23 Druckausgleich.

Bei Betätigung wird an der Kolbenstange 14 eine Bewegung in Pfeilrichtung A erzeugt, so daß der Ventilkolbendichtsitz 9 von der Tellecventildichtflache 11 abhebt und atmosphärischer Druck in die Kammer 20 einströmt. Durch die entstehende Druckdifferenz zwischen den Kammern 20, 23 entsteht

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eine Kraft, die das erste Steuergehäuseteil 2 in Richtung auf den (nicht näher dargestellten) Hauptzylinder treibt. Die KfvikLionskrrtft zum Dosieren de« Gerätes wird über die Gurnmireaktionsseheibe 30 auf die Kolbenstange 14 übertragen.

Der Steuergehäufu-dichtsi tz 12 wird von der Tellerventildichtfläche 11 des Te]]erventils 1, das mit dem Steuergehäuseteil 2 mitläuft in der ernten Bewegungsphase dichtgehalten, indem sich die Feder 15 über den Steuergehäusedichtsitz 12 abstützt, bis die Dichtsitze 12 und 9 in die sogenannte Schnüffelstellung eintreten.

Das Steuergehäuse 4 bleibt bei Betätigung zunächst stehen, bis es von dem Federring 17 über einen Anschlag 3 mitgenommen wird. Die Feder 41 unterstützt von der Feder 15 hält die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 nach dieser Relativbewegung nun in dieser Stellung fest.

Während des Lösens wird die Kraft an der Kolbenstange 14 weggenommen, so daß die Feder 10 den Ventilkolben 16 mit Dichtsitz 9 zurückdrücken kann, bis der Steuergehäusedichtsitz 12 öffnet. Der Öffnungsweg wird durch den Anschlag 3 der beiden Steuergehäuseteile 2, 4 begrenzt. Der atmosphärische Druck kann nun aus der Kammer 20 über die Kanäle 31, 32 abgesaugt werden. Der Steuergehausedichtsitz bleibt so lange geöffnet, bis das Gerät ganz zurückgefahren ist und das Steuergehäuseteil 4 mit seinem Kragen 28 am Anschlag anliegt: und der Steuergehausedichtsitz 12 von der Gerätefeder 25 zurückgodrückt wird. Die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 fahren dabei ineinander und der Anschlag 3 wird freigegeben, so daß das Gerät sich nun in Lösestellung befindet.

Der Ventilkolben 16 weist an seinem der Kolbenstange 14 ab-

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gewandten Knelt· pino kugnlabschnittsförmige Stirnfläche 42 auf, mit o'er er an <!>·)· Scheibe 6 anliegt:, wodurch ein Kleioinc:n der .Scheibe 6 in ihrer Führung im Steuergehäuseteil 2 vermied on ν i.rd .

Bei der Montage? wird die Kolbenstange 14 zusammen mit der Hül.se 36 > dem Tellerventil 1, dem Ventilkolben IG und der Feder 41 und 15 in uns Steuergehäuseteil 2 eingeschoben, wobei sich der Bund 43 an den sich radial nach innen zu von der Hülse 30 erstreckenden Nasen 44 abstützt, so daß über die Kolbenstange 14 die Hülse 36 mit Tellerventil 1 und Feder 41 und 15 mit Kr<jft eingeschoben werden können. In der Montage-F.ndpha.se wird das Stcuergehäuseteil 4 auf das ,StOLiergebäuüetei 1 2 aufgeschoben, wobei die Nasen 45 am Steuei;geh.^:Iuf:eL eil 4 an der Hülse 36 anschlagen und die Feder 41 und 15 auJ: Vorspannung halten. Mit Hilfe des Federringes 17 werden schließlich die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 zueinander arretiert.

Ein besonderer Vorteil des Tellerventils 1 besteht darin, daß. dieses einerseits am ersten Steuergehäuseteil 2 gehalten und geführt ist und mit einer ringförmigen Lippe oder Dichtkanto 40 au der zylindrischen Innenwand des zweiten Steuergehäuseteils 4 dichtend anliegt> so daß ein zusätzlicher Pichtring, der die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 gegeneinander abdichtet, eingespart wird.

Um die Kraft, die durch den Atmosphärendruck auf den hinteren Teil des .Steuergehäuseteils 4 einwirkt, möglichst klein zu halten, ist die Abdichtung des Tellerventils 1 gegenüber deiu Steuergohnuseteil 4 radia] weit nach außen verlegt und wird dort von einer Dichtkante 40 besorgt. Das Tellerventil 1 selbst sitzt dichtend «m ersten Steuer-

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gehäuseteil 2. Durch diese Anordnung wird die atmosphärische Kraft «ehr klein und kann durch die Feder 41 vollständig k om ρ e η « i t* r t w e r d e π.

Urn eine Druckstunge 29 mit großem Durchmesser in den vorhandenen Bauraum der Steuergruppe unterbringen zu können, ist eine »ich an einem Ende trichterförmig verengende Ausnehmung 24 vorgesehen, die» einen zylindrischen Teil aufweist, der eine Bewegung der Druckscheibe 33 in das Steuergehäuse 2 hinein zuläßt. Zur Steigerung der Festigkeit des Steuergehäuses 4 weisen das Steuergehäuse 4 und die Keaktionsschojbe 30 (zwischen ihren zylindrischen und ihren konisch ausgeformten Abschnitten) abgerundete Übergänge b, c auf. Die Reaktionsscheibe 30 ist aus vergleichsweise weichem G'ummiwerkfltof f hergestel It.

Wie Fig. J zeigt, ist die Guinmireaktionsscheibo 30 mit einem ersten Abschnitt a versehen, der zylindrisch ausgebildet ist und mit einem zweiten Abschnitt d, der die Form eines Kreiskegelstumpfes hat. Diese im wesentlichen kegelig ausgeformte Gummireaktionsscheibe 30 ist in der Ausnehmung 24 des Steuergehauseteils 2 gehalten, und ist dazu dem trichterförmigen Abschnitt 13 der Ausnehmung 24 genau angepaßt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 weist die Gummireaktionsscheibe 30' einen ersten zylindrischen Abschnitt a¹, einen zweiten kegelstumpfförmigen Abschnitt d¹ und einen dritten zylindrischen Abschnitt e auf, wobei der dritte Abschnitt e einen Durchmesser hat, der demjenigen der Scheibe 6, die zwischen dem Ventilkolben 3 6 und der Gummireaktionsscheibe 30' angeordnet. 1st, entspricht, so daß der dritte Abschnitt in die Bohrung für die Scheibe 6 eintritt.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 der kegelstumpf-

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förmige Abschnitt d ro beimessen ist:, daß die der Scheibe zii^cwiificH-c¹ fjl J rnf ] ik'lu· 7.1 der Gummircnktionsscheibe 30 größer isf a\r> die Querschnittsl'J «ehe der Hohirving, in der die Scheibe 6 gelagert ist, ist die Stirnfläche 21" der (iumpiirenktionfischeibe 30" bei der Ausführungsiorin nach Fig. 3 fio bemessen j daß sie der Querschnittsflache der Bohrung für die Scheibe 6 entspricht.

- Leerseite -

Claims (6)

1. ALFRKD TEVES (IHBH 31.01.1984

   ZL/Tu/R P 5515/0807Q W. Wagner - 12

   Patentansprüche

   ' 1.J Vakuumbetriebener Bremskraftverstärker rait einem gegen- ^-' über dein Verstärkergehäuse (7) abgedichteten Verstärkerko'jben (38, 19) und einer mit einem Bremspedal gekoppelten Kolbenstange (14) zum Betätigen eines Doppelventils (11, 9 bzw. 11, 12), durch welches eine Arbeitskammer (20) des Bremskraftverstärkers wahlweise mit Unterdruck oder höherem Differenzdruck verbindbar ist, in dem ein erstes Ventil (11, 12) durch einen Ventilsitz (12) am Verstärkerkolben (18, 19) und ein in Richtung des Ventilsitzes (12) vorgespanntes Tellerventil (1) und ein zweites Ventil (9, 11) durch dasselbe Tellerventil (1) und einem mit der Kolbenstange (14) verbundenen Ventilkolben (16, 9) gebildet ist, wobei der Verstärkerkolben (18, 19) mit einem Steuergehäuse (2, 4) in Wirkverbindung steht, in dem der Ventilkolben (16) verschiebbar gelagert ist und wobei im Steuergehäuse (2, 4) eine Gummireaktionsscheibe (30, 30', 30") gehalten ist, auf die einerseits der Steuerkolben (16) einwirkt und

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   andererseits eine mit de.m KoIbem des Hauptzylinders verbundene Druckstange (29), dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daJi die Gummireaktionsscheibe (30, 30', 30") zumindest einen Abschnitt (d, d', d") aufweist, dessen diesen begrenzende kreisscheibenförmige Querschnittsflächen verschieden groß bemessen sind, wobei die die Querschnittsflächen verbindende Mantelfläche gewölbt, beispielsweise aus Mantelfläche eines Kugi.'lsoktors ausgebildet ist, oder die Mantelfläche eine« Kreiskegelstumpfs ist.
2. 2. Vakuumbetricbener Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gummireaktionsscheibe (30, 30', 30") einen Abschnitt (a, a', a") aufweist, der die. Konfiguration eines Kreiszylinders hat, an dem sich ein weiterer als Kegelstumpf ausgebildeter Abschnitt (d, d¹, d") anschließt, wobei die kleinere, eine Kreisscheibe bildende Stirnfläche (21, 21', 21") des Abschnitts (d, d¹, d") dem Ventilkolben (16) zugekehrt ist.
3. 3. Vakuuinbetriebener Bremskraftverstärker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Guinmireaktionsscheibe (30') einen ersten Abschnitt (a') aufweist, der die Form eines Kreißzylinders hat, an den sich ein zweiter Abschnitt (d') in Form eines Kegelstumpfes anschließt, wobei der zweite Abschnitt (d') in einen dritten Abschnitt (e) in Form eines Kreiszylinders kleineren Durchmessers übergeht.
4. 4. Vakuuinbetriebener Bremskraftverstärker nach den An-

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   Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichn ο t , ti α Ii der sich an den ersten Abschnitt (ß") der GumrairuokLionsfichoi.be (30") in Form eines Kreiszylinders anschließende zwei te kegelstumpf förrnige Abschnitt (d") eine kreisscheibenförmige Stirnfläche (21") aufweist, deren Durchmesser dem Durchmesser des Ventilkolbens (16) und/oder der Scheibe (6) entspricht.
5. 5. Vakuurnbotriebener Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung (24) im hauptzylinderseitigen Ende des Steuergehäuses (2, 4) für die Halterung und Führung der Guinmireaktionsscheibe (30, 30', 30") einen zylindrischen Abschnitt aufweist, an den sich, in Richtung auf die Kolbenstange (14) zu, ein trichterförmiger Abschnitt (13, 13', 13") anschließt.
6. 6. Vakuumbetriebener Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der dritte Abschnitt (e) der Gurarnireaktionsscheibe (30') einen Durchmesser aufweist, der demjenigen des Ventilkolbens (16) und/oder der Scheibe (6) entspricht.