DE3413739C2

DE3413739C2 - Vakuumbremskraftverstärker

Info

Publication number: DE3413739C2
Application number: DE19843413739
Authority: DE
Inventors: Klaus Lind
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1984-04-12
Filing date: 1984-04-12
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2004-04-13
Also published as: DE3413739A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuumbremskraftverstärker mit einer gegenüber dem Unterdruckgehäuse abgedichteten beweglichen Wand und einer mit einem Bremspedal gekoppelten Kolbenstange zum Betätigen eines Steuerventils, durch welches eine Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers wahlweise mit Unterdruck oder höherem Differenzdruck verbindbar ist, wobei das Steuerventil einen in einem Steuerventilgehäuse axial verschiebbaren Steuerventilkolben aufweist, der unter Zwischenschaltung eines Reaktionselements auf das Ende einer Druckstange einwirkt, die den Kolben eines Hauptzylinders verschiebt, sowie mit einem einen Bereich der Kolbenstange umgreifenden Luftleitelement, welches als Leitflächen dienende und in Längsrichtung verlaufende Rippen oder Längsnuten aufweist.

Ein derartiger Vakuumbremskraftverstärker ist aus der DE 29 18 734 A1 bekannt. Das Steuergehäuse des bekannten Bremskraftverstärkers ist in seinem Lufteintrittsbereich mit einer schalldämpfenden Auskleidung ausgestattet, die einen Ringkanal begrenzt. Die Auskleidung ist mit radial nach innen verlaufenden axialen Rippen versehen, die sich bis zur Kolbenstange erstrecken und mit ihr in Gleitberührung stehen. Die erwähnte Veröffentlichung enthält jedoch keinen Hinweis auf Maßnahmen, die im Bereich der Dichtsitze des Steuerventils bzw. des zur belüftbaren Arbeitskammer führenden Luftführungskanals zu treffen sind, um die in diesem Bereich entstehenden Geräusche zu eliminieren bzw. zu dämpfen.

Aus der prioritätsälteren, nicht vorveröffentlichten DE 33 30 481 A1 ist ein Unterdruckbremskraftverstärker bekannt, bei dem der gleichzeitig als Luftleitelement ausgeführte Ventilkolben kegelstumpfförmig und einstückig mit der Kolbenstange ausgebildet ist. Die Mantelfläche des kegelstumpfförmigen Ventilkolbens weist dabei eine umlaufende Nut auf, die mit ihr eine kreisringförmige Dichtkante bildet, die mit der Stirnfläche des Ventilkörpers des Steuerventils zusammenwirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumbremskraftverstärker der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß die Geräuschentwicklung des Verstärkers bei Bremsbetätigung eliminiert wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Luftleitelement von der Kolbenstange gehalten ist und diese mittels einer axialen Bohrung umgreift, daß das Luftleitelement hauptzylinderseitig an der pedalseitigen Stirnfläche des Steuerventilkolbens anliegt, und daß sich die Rippen (Flügel) radial nach außen zu erstrecken bzw. die Längsnuten nach außen zu geöffnet sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die axiale Bohrung in einem hohlzylindrischen Teil des Luftleitelements ausgebildet, das auf seiner äußeren Zylinderfläche die Rippen (Flügel) aufweist, wobei die Rippen die Gestalt von rechtwinkligen Dreiecken haben, deren jeweils die eine Kathete bildenden Kanten mit der äußeren Zylinderfläche des hohlzylindrischen Teils fest verbunden sind und deren jeweils die andere Kathete bildenden Kanten unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines mit dem hohlzylindrischen Teil fest verbundenen Flansches an der pedalseitigen Stirnfläche des Steuerventilkolbens anliegen.

Mit Vorteil erstreckt sich der am einen Ende des hohlzylindrischen Teils angeordnete Flansch des Luftleitelements quer zur Längsachse der Kolbenstange und bis zu einem radialen, den Ventilraum mit der Arbeitskammer verbindenden Kanal, so daß der von der pedalseitigen Fläche des Flansches gelenkte Luftstrom ohne weitere Richtungsänderung in den radialen Kanal eintritt.

Bei einer vereinfachten Ausführungsform des Luftleitelementes weist der Steuerventilkolben an seinem pedalseitigen Ende einen Teller oder Flansch auf, der als Luftleitfläche ausgebildet ist und sich bis in den Bereich der Öffnung eines radialen Kanals im Steuerventilgehäuse erstreckt, der den Ventilraum mit der Arbeitskammer verbindet. Um ein leichtes Aufstecken und einen festen Sitz des Luftleitelements auf der Kolbenstange zu ermöglichen, entspricht der Durchmesser der axialen Bohrung des Luftleitelements dem Durchmesser der konisch ausgebildeten Kolbenstange derart, daß das Luftleitelement gegen ein axiales Verschieben auf der Kolbenstange verkeilt ist.

Bei einer besonders preiswert herstellbaren Ausführungsform weist das Luftleitelement die Gestalt eines geraden Kreiskegelstumpfs auf, auf dessen Mantelfläche die Längsnuten ausgebildet sind, wobei die Grundfläche des Kreiskegelstumpfs an der pedalseitigen Stirnfläche des Steuerventilkolbens anliegt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Schnittdarstellung eines Bremskraft verstärkers, jedoch ohne den zugehörigen Hauptzylinder.

Fig. 2 Einen Teilschnitt durch den Bremskraft Verstärker gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 Eine Perspektivische Darstellung des Luft leitelements.

Der Bremskraftverstärker gemäß Fig. 1 weist ein Unter druckgehäuse 1 auf, das durch eine axial bewegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer 4 unter teilt ist. Die axial bewegliche Wand 2 besteht aus einem aus Blech tiefgezogenen Membranteller 5 und einer daran anliegenden flexiblen Membrane 6, die zwischen dein äußeren Umfang des Membrantellers 5 und dem Unterdruck gehäuse 1 eine Rollmembran als Abdichtung bildet.

Ein durch die Kolbenstange 8 betätigbares Steuerventil 9 weist einen mit der Kolbenstange 8 verbundenen Steuer ventilkolben 10 auf, der im Steuerventilgehäuse 11 Ventil öffnungen in der Weise freigibt, daß die Arbeitskammer 3 in der nicht betätigten Stellung mit der Unterdruckkammer 4 über seitlich im Steuerventilgehäuse 11 verlaufende Luftführungskanäle 12 verbunden ist, die stirn seitig am Umfang des Steuerventilgehäuses 11 ausmünden. Bei einer Betätigung des Steuerventils 9, d. h. bei einer axialen Verschiebung der Kolbenstange 8, wird die Ver bindung von der Unterdruckkammer 4 zur Arbeitskammer 3 unterbrochen; die Arbeitskammer 3 wird mit der Atmosphäre verbunden, so daß sich die bewegliche Wand 2 zur Unter druckkammer 4 hin bewegt.

Die Bremskraft wird über eine in einer stirnseitigen Vertiefung des Steuerventilgehäuses 11 aufgenommenen, gummielastischen Reaktionsscheibe 13 und über eine Druck stange 14, die einen Kopfflansch 15 aufweist, auf einen Betätigungskolben eines (nicht dargestellten) Haupt zylinders der Bremsanlage übertragen, der am unterdruck seitigen Ende des Bremskraftverstärkers angebracht ist.

Eine Druckfeder 16, die sich an der einen Stirnwand 7 des Unterdruckgehauses 1 und am Membranteller 5 abstützt, hält die bewegliche Wand 2 in der gezeigten Ausgangsstellung.

Ein scheibenförmiges Teil 21 sichert den Kopfflansch 15 der Druckstange 14 in der Ausnehmung 25 des Steuerventil gehäuses 11.

Bei Betätigung des Bremspedals wird die Kolbenstange 8 mit dem Ventilkolben 10 entgegen der Kraft der Federn 40, 17 nach links verschoben. Dabei drückt die Feder 17 des Tellerventils 23 dieses nach links auf den Sitz 22 im Steuergehäuse 11, und der Luftführungskanal 12 wird verschlossen. Im weiteren Verlauf der Bewegung wandert der Ventilkolben 10 vom Tellerventil 23 weg, der Außenluft durchlaß 26 wird geöffnet. Jetzt ist für die atmosphärische Luft der Weg durch den Außenluftdurchlaß 26 im Steuergehäuse 11 zur rechten Seite des Ventilkolbens 10 frei, wodurch das Vakuum in der Arbeitskammer 3 abgebaut wird. Die infolge der nun rechts und links der beweglichen Wand 2 herrschenden Druckdifferenz entstandene Kraft verschiebt diese entgegen der Kraft der Druckfeder 16 nach links, ebenso die Druckstange 14 und den Kolben im Hauptzylinder. Der sich nach Überfahren der Ausgleichbohrung durch die Primärmanschette im Hauptzylinder aufbauende Druck übt über den Kolben und die Druckstange 14 eine Reaktionskraft auf die Reaktionsscheibe 13 entsprechend dem Übersetzungs verhältnis aus. Der Reaktionsdruck wird ebenfalls auf den Ventilkolben 10 übertragen, wodurch dieser nach rechts verschoben wird und sich mit seinem Sitz 18 bzw. Über den Flansch 29 des Luftleitelements 30 dichtend auf das Teller ventil 23 aufsetzt. Damit sind Luftführungskanal 12 und Außenluftdurchlaß 26 geschlossen. Der Ventilkolben 10 hat hiermit seine sogenannte Bereitschaftsstellung eingenommen.

Bei Vollbremsung erfolgt die ständige Öffnung des Außen luftdurchganges, wodurch sich die maximal erreichbare Druckdifferenz an der beweglichen Wand 2 und damit der maximale Unterstützungsdruck einstellt. Der Aussteuerdruck des Gerätes ist hiermit erreicht. Noch größerer Druck im Hauptzylinder kann jetzt nur noch durch zusätzliche Kraft auf die Kolbenstange 8 durch die Fahrerfußkraft erzielt werden. Bei vollkommener Zurücknahme des Bremspedals kehrt der Ventilkolben 10 in seine Ausgangsstellung zurück, wobei der Außenluftdurchgang 26 geschlossen und der Vakuumdurchgang 12, 27, 28 ständig geöffnet ist. Infolge des sich zwangsläufig damit ergebenden Vakuumausgleichs an der beweglichen Wand 2 wird auf diese keine Kraft mehr ausgeübt und die Rückstellkraft der Feder 16 reicht aus, diese in ihre Lösestellung zurückzubringen. Damit kehrt auch der Kolben des Hauptzylinders in seine Lösestellung zurück.

Wie Fig. 1 zeigt, weist das Steuergehäuse 11 einen quer zur Gerätelängsachse verlaufenden Kanal 27 auf, der den Ventilraum 28 hinter dem Steuerventil 9 mit der Arbeits kammer 3 verbindet und durch den bei Betätigung, des Brems pedals die Außenluft strömt. Das Einströmen der Außenluft in die Arbeitskammer 3 geschieht dabei sehr rasch, wobei sich hohe Strömungsgeschwindigkeiten, insbesondere im Bereich des das Steuerventilgehäuse 11 führenden Halsteils 32 der Gehäuseschalter 31 und im Bereich des Ventilraums 28 einstellen. Die in Pfeilrichtung A (Fig. 2) durch den Außenluftdurchlaß 26 strömende Außenluft ist nach dem Eintritt in den Ventilraum 28 gezwungen, radial nach außen zu durch die Bohrungen 27 zu strömen, wobei eine jähe Umlenkung des Luftstroms erfolgt. Um diese Umlenkung des Luftstroms kanalisiert und glatter erfolgen zu lassen, ist auf dem verstärkerseitigen Ende der Kolbenstange 8 ein Luftleit element 30 aufgesetzt, das einen Flansch 29 aufweist, der dafür Sorge trägt, daß die Luft, ohne starke Turbulenzen zu erzeugen in Pfeilrichtung 13 (Fig. 2) abströmen kann. Wie die perspektivische Darstellung gemäß Fig. 3 erkennen läßt, weist das Luftleitelement 30 außerdem mehrere Flügel 33, 33′, 33′′ auf, die ein hohlzylindrisches Teil 34 mit dem Flansch 29 verbinden. Die Flügel 33, 33′, 33′′ verhindern eine sich um die Längsachse der Kolbenstange drehende Luftströmung. Der in Fig. 3 eingezeichnete Pfeil C soll die Bewegung des Luftstroms zwischen den beiden Flügeln 33′, 33′′ andeuten. Es ist klar, daß auch bei beendetem Bremsvorgang, d. h. bei vollkommener Zurücknahme des Bremspedals die aus der Arbeitskammer 3 zurückströmen de Luft nach dem Durchströmen der radialen Bohrungen 27 vom Luftleitelement 30 umgeleitet und in den Außenluftdurchlaß 26 gelenkt wird, so daß eine Geräuschbildung vermieden wird. Dadurch, daß der Steuerventilkolben 10 an seinem kolbenstangenseitigen Ende mit einem Kragen oder Flansch 24 ausgestattet ist, wird erreicht, daß der Flansch 29 des Luftleitelements 30 fest und vibrationsfrei am Steuerven tilkolben 10 anliegt, wenn die Luft mit großer Geschwin digkeit in die Arbeitskammer 3 einströmt. Außerdem tragen die Flansche 24, 29 dafür Sorge, daß im Bereich des Ring raums 20 keine Verwirbelungen oder Turbulenzen entstehen können, die eine Geräuschbildung begünstigen könnten.

Wie insbesondere aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist, reichen die Rippen oder Flügel 33, 33′, 33′′ nicht bis an den radial äußeren Rand des Flansches 24 des Steuer ventilkolbens 10, sondern es verbleibt ein kreisring förmiger, ebener Bereich am radial außen liegenden Teil des Flansches 24, der mit der kreisringförmigen Stirn fläche des steuerventilkolbenseitigen Endes des Teller ventils 23 zusammenwirkt und zwar derart, daß in der Bremslösestellung der Flansch 24 dichtend auf dein Teller ventil 23 aufsitzt.

Claims

1. Vakuumbremskraftverstärker mit einer gegenüber dem Unterdruckgehäuse abgedichteten beweglichen Wand und einer mit einem Bremspedal gekoppelten Kolbenstange zum Betätigen eines Steuerventils, durch welches eine Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers wahlweise mit Unterdruck oder höherem Differenzdruck verbindbar ist, wobei das Steuerventil einen in einem Steuerventilgehäuse axial verschiebbaren Steuerventilkolben aufweist, der unter Zwischenschaltung eines Reaktionselements auf das Ende einer Druckstange einwirkt, die den Kolben eines Hauptzylinders verschiebt, sowie mit einem einen Bereich der Kolbenstange umgreifenden Luftleitelement, welches als Leitflächen dienende und in Längsrichtung verlaufende Rippen oder Längsnuten aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Luftleitelement (30) von der Kolbenstange (8) gehalten ist und diese mittels einer axialen Bohrung (19) umgreift,
daß das Luftleitelement (30) hauptzylinderseitig an der pedalseitigen Stirnfläche des Steuerventilkolbens (10) anliegt, und
daß sich die Rippen (Flügel 33, 33′, 33′′) radial nach außen zu erstrecken bzw. die Längsnuten nach außen zu geöffnet sind.

2. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die axiale Bohrung (19) in einem hohlzylindrischen Teil (34) des Luftleitelements (30) ausgebildet ist,
daß auf seiner äußeren Zylinderfläche die Rippen (Flügel 33, 33′, 33′′) aufweist, wobei die Rippen die Gestalt von rechtwinkligen Dreiecken haben, deren jeweils die eine Kathete bildenden Kanten (38, 38′, 38′′) mit der äußeren Zylinderfläche des hohlzylindrischen Teils (34) fest verbunden sind und deren jeweils die andere Kathete bildenden Kanten (39, 39′, 39′′) unmittelbar oder unter Zwischen schaltung eines mit dem hohlzylindrischen Teil (34) fest verbundenen Flansches (29) an der pedalseitigen Stirnfläche des Steuerventilkolbens (10) anliegen.

3. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der am einen Ende des hohlzylindrischen Teils (34) ange ordnete Flansch (29) des Luftleitelements (30) sich quer zur Längs achse der Kolbenstange (8) und bis zu einem radialen, den Ventilraum (28) mit der Arbeitskammer (3) verbindenden Kanal (27) erstreckt, so daß der von der pedalseitigen Fläche des Flansches (29) gelenkte Luftstrom ohne weitere Richtungsänderung in den radialen Kanal (27) eintritt.

4. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerventilkolben (10) an seinem pedalseitigen Ende einen Teller oder Flansch (24) aufweist, der als Luftleitfläche ausgebildet ist und sich bis in den Bereich der Öffnung eines radialen Kanals (27) im Steuerventilgehäuse (11) erstreckt, der den Ventilraum (28) mit der Arbeitskammer (3) verbindet.

5. Vakuumbremskraftverstärker nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) der axialen Bohrung (19) des Luftleitelements (30) dem Durchmesser der konisch ausgebildeten Kolbenstange (8) derart entspricht, daß das Luftleitelement (30) gegen ein axiales Verschieben auf der Kolbenstange (8) verkeilt ist.

6. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement die Gestalt eines geraden Kreiskegelstumpfs aufweist, auf dessen Mantelfläche die Längsnuten ausgebildet sind, wobei die Grundfläche des Kreiskegelstumpfs an der pedalseitigen Stirnfläche des Steuerventilkolbens (10) anliegt.