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FAG Kugelfischer Georg Schäfer KGaA
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8720 Schweinfurt
Bremskruftverstörker, vorzugsweise Vakuumbremskraftverstarker
Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker vorzugsweise einen Vakuumbremskraftverstdrker
nach dem Oberbegriff des Anspruchs t.
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Bremskraftverstärker dieser Gattung sind so konstruiert, daß auf die
Kolben des Hauptbremszylinders die Summe aus Pedalkraft und Servokraft wirkt. Die
Auslegung der Versttirkung ist so gewählt, daß der sogenannte Aussteuerpunkt des
Bremskraftverstörkers erst in einem Druckbereich erreicht wird, indem die Räder
der entsprechenden Achse bzw. des entsprechenden Bremskreises bereits blockieren.
Dieser wird bei funktionierenden Bremskraftverstärkern mit einer relativ kleinen
Pedalkraft erreicht, welche iedoch bei im Panikfall hervorgerufenen hohen Fußkräften
zu hohen BremsdrUcken aufgrund der Bremskråftverstärkerbduort fUhren können, weshalb
die zum Bremskreis gehörenden Komponenten und der Bremskraftverstörker entsprechend
stabil dimensioniert sein müssen.
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Vorschläge zur Verbesserung sind bereits aus der DE-OS 31 37 972 bekannt.
Darin wird eine Druckbegrenzungseinrichtung in Form einer federbelasteten Druckstange
so angeordnet, daß bei Betätigung des Steuerventiles die am Membrankolben erzeugte
Servokraft ein vorgespanntes Federelement UberdrUckt und das Steuergehäuse mit dem
daran angeordneten Ventilsitz vom stehenden Druckstangenteller abhebt. Dadurch werden
beide Gehöusekammern zum Druckausgleich nach Erreichen der durch das Federelement
vorbestimmten Kraft kurzgeschlossen, wodurch eine starre Reihenfolge fUr die Betätigung
der Druckbegrenzungseinrichtung vorgegeben ist. Die Ausgleichsfunktion wird also
nur durch den servokreftbedufschlegten Kolben gesteuert. Nachteilig an dieser Funktionsanordnung
ist, daß die Betätigungskraft an Druckstange und Betätigungskolben bei einer Panikbremsung
die Druckbegrenzungseinrichtung nicht bestätigt, sondern erst durch die folgende
sich addierende Servokråft. Die ServokraFt ist zudem abhängig von der Ansprechzeit
des Bremskraftverstörkers und verlängert die Blockierdruckphdse. Weiterhin geht
die volle Baulänge der gezeigten Druckbegrenzungseinrichtung in die Baulänge des
Bremskraftverstörkers ein, was in Hinblick auf Kurzbdu nachteilig ist. Ddruberhinaus
ist die
vorgestellte Anordnuny in Bremskraftverstärkern mit einer
Reaktionseinrichtung nicht integrierbar.
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Es ist Aufgabe der Erfindung einen Bremskraftverstarker in Reaktionsbauweise
zu schaffen, der die vorstehend genannten Nachteile vermeidet, schwächer dimensioniert
werden kann und weniger Bauraum beansprucht.
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Die Lösung ist aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches entnehmbar.
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Vorteilhafte Ausgeståltungen enthalten die Anspruche 2-7. In vorteilhafter
Weise wird dabei die wöhrend eines Bremshubes durch Druck erreichte Verformung der
elastomeren Reaktionsscheibe in der Reaktionseinrichtung des Bremskraftverstärkers
fUr die Betätigung der Druckbegrenzungseinrichtung ausgenutzt. Die Reaktionssche
ibe wirkt in der Druckkammer wie eine hydraulische Flussigkeit, die entsprechend
der an ihr anliegenden Flachen von Druckstück und Kolben, auf den flöchenkleineren
Kolben bei jeder Bremsbetötigungeine zur Bremskraft anteilige Reaktionskraft am
Pedal bewirkt. Bei einer Uberhöhten Bremskraft dringt der flöchenkleinere Kolben
in die Reaktionsscheibe ein und erzeugt einen Wulst, der den mit einem Federelement
verspannten Ventilringkörper von seinem Dichtsitz wegdrückt. Dadurch werden die
beiden Kammern des Bremskraftverstörkers verbunden und die Verbindungsbohrungen
zum Folgesteuerventil dicht verschlossen. Die beiden Kammern des Bremskraftverstärkers
sind von der Atmosphäre getrennt. Dabei ist der Ventilringkörper in der die Druckkammer
umfassenden Bohrung zentriert und axial beweglich gefUhrt, wobei im Ventilringkörper
der mit der Kolbenstange verbundene Kolben ebenfalls zentriert und axial beweglich
geführt ist. Diese mit der Reaktionseinrichtung in Wirkverbindung stehende Druckbegrenzungseinrichtung
erzielt einen Druckausgleich der beiden Verstarkerkammern sofort wenn die Fußkraft
am Kolben und/oder die Servokraft des Membrankolben die durch das Federelement vorgegebene
Kraft Ubersteigt, dd eine am Membrankolben steigende Kraft vom Kolben Uber die Reaktionseinrichtung
gehalten werden muß. Es tritt keine Kröftesummierung mit einer dadurch verlängerten
Blockierphase auf. Das durch die Reaktionseinrichtung vermittelte Gefühl fUr die
Größe der Bremskraft bleibt weiterhin erhalten. Ein weiterer Vorteil der Erfindung
besteht darin, daß die während eines Bremsvorganges mit überhöhter Kraft verbundenen
Kammern gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen sind, wodurch einerseits ein vollständiger
Druckausgleich zwischen den Kammern möglich ist und andererseits das
vorhandene
Vakuum fUr den folgenden Bremsvorgang bereits im Bremskraftverstärker verfügbar
ist. Der bauliche Mehraufwand fUr die Druckbegrenzungseinrichtung bleibt gering
und ermöglicht eine schwächere Dimensionierung mit Kosten- und Gewichtsreduzierung
der Bauteile.
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Die Erfindung soll anhand einiger Figuren näher beschrieben werden.
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Es zeigt Figur 1 den Längsschnitt durch den Membrankolben eines Bremskraftverstörkers
mit der Ausbildung und Anordnung der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungseinrichtung.
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Figur 1 zeigt den Membrankolben 1 eines Bremskraftverstärkers mit
der Ausbildung und Anordnung der erfindungsgemößen Druckbegrenzungseinrichtung 2.
Dazu sind in bekannter Weise in der koaxial eingebrachten Stufenbohrung 3 das Druckstück
4, die Reaktionsscheibe 5 und der Kolben 6 mit der Kolbenstange 7 axial in Reihe
hintereinander angeordnet und zwischen dem Absatz 8 der Stufenbohrung 3 und dem
im Flanschblech 9 des Membrankolbens l verstemmten Sicherungsblech 10 gehalten.
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Die Druckkammer fUr die Reaktionsscheibe 5 bildet die Bohrung 11 des
in der Stufenbohrung 3 befestigten ringförmigen Einlegeteiles 12, welches zudem
das Druckstück 4 führt und das zum Bohrungsabsatz 8 hin einen Bohrunsabschnitt 13
aufweist.
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Dieser Bohrungsabschnitt 13 ist mit radial im Einlegeteil 12 verlaufenden
Kanälen 14 versehen, welche die Kammer 15 mit dem Bohrungsabschnitt 13 verbinden,
während die im Bohrungsabsatz 16 mündenden Verbindungsbohrungen 17 ebenfalls den
Bohrungsabschnitt t3 mit der Kammer 18 des Bremskraftverstärkers Uber das geschlossene
Folgesteuerventil 19 verbinden. Weiterhin ist der Bohrungsabschnitt 13 Uber eine
Verbindungsbohrung 20 direkt mit der Kammer 18 kurzgeschlossen. Im Bohrungsabschnitt
13 ist der in der Stufenbohrung 3 des Membrankolbens 1 geführte Kolben 6 und der
Ventilringkörper 21 angeordnet.
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Der Ventilringkörper 21 ist eine gestufte Ringscheibe und ist mit
zwei gleichen elastomeren Ringdichtelementen 22, 23 versehen, wobei das eine am
axialen Stufenabsatz und das andere auf der gegenüberliegenden flächengrößeren StirnFläche
der Ringscheibe aufvulkanisiert ist. Er umschließt den Kolben 6 und ist mit seinem
Bund
24 in der die Druckkammer 11 bildenden Innenbohrung des Einlegeteiles
12 zentriert und gefuhrt und wird durch ein am Bohrungsabsatz 8 aufliegendes federelement
25, vorzugsweise einer Tellerfeder, mit seinem Ringdichtelement 22 in Grundstellung
gegen die im Membrankolben 1 liegende Stirnseite des Einlegeteiles 12 verspannt
und verschließt so die Kanäle 14 druckdicht. Die Stirnfläche des Bundes 24 am Ventilringkörper
21 liegt in Grundstellung an der elastomeren Reaktionsscheibe 5 an, die ihrerseits
durch radiale Vorspdnnung in der Bohrung 11 druckdicht verspannt ist.
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Die Funktionsweise der Druckbegrenzungseinrichtung ist folgende: l
In Grundstellung sind beide Kammern 15, t8 des Bremskraftverstärkers Uber die Verbindungsbohrungen
17, 20, 26 verbunden und durch das Folgesteuerventil 19 von der Atmosphäre abgeschlossen,
wobei dessen Steuerventilsitz 27 am Kolben 6 auf der Balgdichtung 28 ansteht. Der
Ventilringkörper 2t wird durch das Federelement 25 mit dem Ringdichtelement 22 gegen
das Einlegeteil 12 verspannt und verschließt die Kanüle 14. Wird nun über die mit
dem Kolben 6 verbundene Kolbenstange 7 ein Bremsvorgang eingeleitet und infolge
einer Panikbremsung bereits eine überhöhte Pedalkraft Uber die Kolbenstange 7 auf
den Kolben 6 ausgeübt, so hebt der Steuerventilsitz 27 analog der bekannten Funktion
des Folgesteuerventiles 19 vom Membranbalg 28 ab, während der Ausgleichsventilsitz
29 dichtend am Ventilbalg 28 durch die Druckfeder 30 zur Anlage gelangt. Die Druckkammer
t5 ist Uber den abgehobenen Steuerventilsitz 27 und die Verbindungsbohrungen 17
mit dem Bohrungsabschnitt 13 und von diesem Uber die Verbindungsbohrung 20 mit der
Atmosphäre verbunden. Gleichzeitig trifft der Kolben 6 auf die elastomere Reaktionsscheibe
5 auf und verformt diese, wenn sich Uber den (nicht gezeigten) Primärkolben des
Hauptbremszylinders am Druckstück 4 eine Kraft aufbaut. Dabei wird die sich aufbauende
Servokraft des Membrankolben 1 Uber das vorgespannte Federelement 25 und den Ventilringkörper
21 genauso Ubertragen, wie die Uber den Kplben 6 dm Pedal aufgebrachte Kraft. Die
elastomere Reaktionsscheibe 5 wird komprimiert und steht unter Druck. Übersteigt
nun die Uber den Kolben 6 eingebrachte, der Servokraft des Membrankolbens 1 vorauseilende
Pedal kraft den Beitrag, der durch das Federelement 25 vorgegebenen Schließkraft,
so hebt der dadurch erzeugte Uberhöhte
Druck in der Reaktionsscheibe
5 den Ventilringkörper 21 mit der Ringdichtung 22 infolge Wulstbildung derselben
vom Einlegeteil 12 ab und das Ringdichtelement 23 am Ventilringkörper 2t gelangt
auf dem Bohrungsabsatz 16 zur Anlage und verschließt die Verbindungsbohrungen 17
mit dem Ringdichtelement 23 zum Folgesteuerventil 19 und damit zur Atmosphäre. Die
Kammern 15, 18 sind nun über die Kanäle 14 und die Verbindungsbohrung 20 kurzgeschlossen,
wodurch Uber die am Vakuum angeschlossene Kammer 15 ein sich aufbauendes, oder bereits
bestehendes Druckgefälle in der Kammer 18, egalisiert wird und somit keine weitere
Servokraft am Membrankolben 1 entsteht.
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Wird infolge eines Bremsvorganges der Auslegungspunkt, der durch die
Vorspannkraft des Federelementes 25 definiert ist mit onteiliger Servokraft vom
Membrankolben 1 Uberschritten, so addiert sich die Servokraft des Membrdnkolbens
1 zur am Kolben 4 aufgebrachten Pedalkraft und bewirkt ein Setzen des Federelementes
25, wobei der Membrankolben 1 eine Relativbewegung zur stehenden Einheit aus Druckstück
4, Reaktionsscheibe 5 und Kolben 6 ausfUhrt, die Ringdichtung 22 des Ventilringkörpers
21 vom Einlegeteil 12 abhebt und die Ringdichtung 23 am Stufenabsatz 16 zur Anlage
gelangt. Der Druckausgleich zwischen beiden Kammern 15, 18 erfolgt wie bereits erläutert.
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Die vorbeschriebene Druckbegrenzungseinrichtung 2 eignet sich gleichermaßen
fUr den Einbau in Bremskraftverstärker mit Hebelübersetzung.
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