DE3728659A1 - Unterdruck-bremskraftverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Unterdruck-Brems­ kraftverstärker für ein Kraftfahrzeug.

Ein derartiger Unterdruck-Bremskraftverstärker ist Gegen­ stand der US-PS 45 87 885. Dieser Bremskraftverstärker umfaßt ein Gehäuse mit einer Öffnung an seinem einen Ende, einen Arbeits- oder Stellkolben, der sich durch diese Öffnung er­ streckt, eine das Innere des Gehäuses in eine Konstantdruck­ kammer und eine Verstelldruckkammer (Kammer mit veränderli­ chem Druck) unterteilende Membran, einen in eine enge, im Stellkolben ausgebildete Bohrung eingesetzten Ventilstößel, der in dieser Bohrung verschiebbar ist, und ein im Stellkol­ ben angeordnetes Steuerventil, das in der Öffnung hermetisch abgedichtet verschiebbar ist. Der äußere Rand der Membran ist hermetisch am Gehäuse festgelegt, während der innere Rand hermetisch am Außenumfang des Stellkolbens befestigt ist. Der Ventilstößel ist mit einer Schubstange verbunden, die mit dem Bremspedal des Automobils in Verbindung steht. Wenn der Bremskraftverstärker unbetätigt ist, so liegt das Steuerventil am rückwärtigen Ende des Ventilstößels an. Der Bremskraftverstärker umfaßt des weiteren einen Steuerventil­ mechanismus, einen einen Druck übertragenden Zapfen (Druck­ abgabezapfen) mit einem rückwärtigen Endabschnitt oder Stirn­ teil und eine Reaktionsplatte oder -scheibe, die zwischen dem rückwärtigen Endabschnitt des Druckabgabezapfens und dem Stellkolben in einer in diesem ausgebildeten weiten Bohrung, die mit der engen Bohrung in Verbindung steht, gehalten ist. Der rückwärtige Endabschnitt des Druckabgabezapfens ist ver­ schiebbar in die weite Bohrung eingesetzt. Der Steuerventil­ mechanismus verbindet die Verstelldruckkammer entweder mit der Konstantdruckkammer oder mit der Atmosphäre, was davon abhängt, ob das Bremspedal niedergedrückt wird oder nicht. Um die Axialbewegung des Druckabgabezapfens innerhalb der weiten Bohrung im Stellkolben zu begrenzen, ist in der Kon­ stantdruckkammer ein Halteglied angeordnet, von dem ein Ende an einer Hülse, die am Stellkolben fest ist, verankert ist, während das andere Ende mit der Stirnfläche des Druckabgabe­ zapfens, die sich auf der Seite der Konstantdruckkammer be­ findet, zur Anlage kommen kann.

Wenn der herkömmliche Unterdruck-Bremskraftverstärker mit dem obigen Aufbau nicht betätigt wird, so wird zwischen einem Hauptbremszylinderkolben und dem frontseitigen Ende des Druck­ abgabezapfens ein vorgegebener Raum gebildet, um ein Nachzie­ hen oder Schleppen der Bremsen zu verhindern. Das Halteglied wirkt lediglich derart, daß es ein Freikommen des Druckabga­ bezapfens unterbindet, es wirkt nicht so, daß der Druckabga­ bezapfen gegen den Kolben gedrückt wird. Im unbetätigten Zu­ stand des Bremskraftverstärkers wird deshalb der Druckabgabe­ zapfen kippen, wodurch ein Spalt zwischen der Reaktionsschei­ be und der Endfläche des Stellkolbens hervorgerufen wird. Am Beginn einer Betätigung wird der Spalt zwischen dem Steu­ erventil und dem Sitz des Stellkolbens geschlossen, womit ein Einströmen von Luft in die Verstelldruckkammer bewirkt wird. Zu diesem Zeitpunkt muß der Druck innerhalb der Ver­ stelldruckkammer zum Druck innerhalb der Konstantdruckkammer verschiedenartig sein. Jedoch strömt Luft von der Verstell­ druckkammer durch den oben erwähnten Spalt zwischen der Reak­ tionsplatte und der Stirnfläche des Kolbens in die Konstant­ druckkammer. Das hat zum Ergebnis, daß der Bremskraftverstär­ ker zu Beginn der Betätigung nicht schnell arbeitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Unterdruck- Bremskraftverstärker zu schaffen, der von dem oben angespro­ chenen Problem frei ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Unterdruck-Bremskraftverstär­ ker mit einem eine Öffnung an seinem einen Ende aufweisenden Gehäuseteil, mit einem durch die Öffnung sich in hermetisch abgedichteter Weise erstreckenden Stellkolben, mit einem den Innenraum eines Gehäuses in eine Konstantdruckkammer sowie eine Verstelldruckkammer unterteilenden Membran, deren Außen­ rand am Gehäuse hermetisch abgedichtet befestigt ist, mit einer im Stellkolben ausgebildeten engen Bohrung, mit einem Ventilstößel, der mit einer mit dem Bremspedal eines Kraft­ fahrzeugs gekoppelten Schubstange verbunden sowie verschieb­ bar in die enge Stellkolbenbohrung eingesetzt ist, mit einem in den Stellkolben eingebauten Steuerventil, das im unbetä­ tigten Zustand des Bremskraftverstärkers mit dem rückwärti­ gen Ende des Ventilstößels in Anlage ist, mit einem das Steuerventil betätigenden Mechanismus, so daß die Verstell­ druckkammer in Abhängigkeit von der Betätigung oder der Ruhe­ stellung des Bremspedals entweder mit der Konstantdruckkammer oder mit der Atmosphäre in Verbindung kommt, mit einer im Stellkolben ausgebildeten weiten Bohrung, die mit der engen Stellkolbenbohrung in Verbindung steht, mit einem Druckab­ gabezapfen, der ein in die weite Bohrung des Stellkolbens verschiebbar eingesetztes rückwärtiges Endteil hat, und mit einer zwischen das rückwärtige Endteil des Druckabgabezap­ fens sowie den Stellkolben in dessen weite Bohrung eingebau­ ten Reaktionsplatte erfindungsgemäß durch ein Halteglied, dessen eines Ende am Stellkolben befestigt ist, dessen ande­ res Ende unter Druck gegen das rückwärtige Endteil des Druck­ abgabezapfens anliegt, so daß der Druckabgabezapfen die Reak­ tionsplatte gegen den Stellkolben drückt, und das am Stell­ kolben auf der Seite der Konstantdruckkammer angeordnet ist, gelöst.

Da das die Axialbewegung des Druckabgabezapfens begrenzen­ de Halteglied derart belastet ist, daß es den Druckabgabe­ zapfen gegen den Kolben hin drückt, wenn der Bremskraftver­ stärker unbetätigt ist, wird die Reaktionsplatte gegen die Stirnfläche des Kolbens durch den Druckabgabezapfen gepreßt, so daß die Abdichtung aufrechterhalten wird. Insofern strömt keinerlei Luft in die Unterdruckkammer, wenn am Beginn der Betätigung des Bremskraftverstärkers Luft in die Verstell­ druckkammer einfließt. Folglich arbeitet der Bremskraftver­ stärker am Beginn der Betätigung schnell.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die ein­ zige Figur, die einen Längsschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Unterdruck-Bremskraftverstärker zeigt, erläutert.

Der gemäß der Erfindung ausgebildete Unterdruck-Bremskraft­ verstärker weist ein linkes Gehäuseteil 1 und ein rechtes Gehäuseteil 2 auf, die gemeinsam eine Kammer 3 bilden, in welcher eine Membran 4 angeordnet ist,deren äußerer Rand zwischen die Gehäuseteile 1 und 2 eingeklemmt ist. Ein Ar­ beits- oder Stellkolben 5 aus Kunstharz hat ein erweitertes Teil 5 a, an dem der innere Rand der Membran 4 hermetisch be­ festigt ist. Durch die Membran 4 und den Stellkolben 5 wird das Innere der Kammer 3 in eine Konstantdruckkammer 6 und eine Verstelldruckkammer 7 unterteilt.

Der Stellkolben 5 ist in seinem Zentrum mit einem Zylinderteil 8 ausgestattet, das sich durch eine im Zentrum des Gehäuses 2 ausgebildete Öffnung erstreckt, in der dieses Teil 8 ver­ schiebbar ist. Eine Dichtung 9 stellt einen luftdichten Ab­ schluß für die Öffnung her. Das rechte Ende einer Schubstange 10 ist mit einem (nicht gezeigten) Kraftfahrzeug-Bremspedal verbunden, während das linke Ende als eine Kugel ausgebildet und mit einem Ventilstößel 11 verbunden ist. Der Stellkolben 5 weist eine enge Bohrung auf, in der der Ventilstößel 11 verschiebbar gehalten ist. Mit dem Ventilstößel 11 arbeitet ein Steuerventil 12 zusammen, das die Verbindung der Verstell­ druckkammer 7 mit der Atmosphäre regelt. Das rechte Ende des Steuerventils 12 ist am Zylinderteil 8 über einen Stützring 13 fest angebracht, so daß hier eine Abdichtung vorhanden ist. Zwischen dem Stützring 13 und einer an der Schubstange 10 ausgebildeten Vertiefung ist eine Feder 14 gehalten, die die Schubstange 10 und den Ventilstößel 11 nach rechts bela­ stet.

Das linke Ende des Außenumfangs des Steuerventils 12 ist mit dem Ventilstößel 11 in Anlage. Der Stellkolben 5 hat einen dieses linke Ende umschließenden Ringsitz 15, der in Abhän­ gigkeit vom Niederdrücken oder Freigeben des Bremspedals am Steuerventil 12 anliegt oder von diesem gelöst ist. Die beiden Druckkammern 6 und 7 werden miteinander durch Durchgänge 16 und 17 in Verbindung gebracht. Eine Rückstellfeder 18 drückt den Stellkolben 5 nach rechts, wenn der Bremskraftver­ stärker unbetätigt ist. Der Stellkolben 5 ist mit einer Boh­ rung 20 versehen, in die ein Keil 19 eingesetzt ist. Der Außenumfang des Ventilstößels 11 ist mit einer Nut 21 ver­ sehen, in die der Keil 19 so eingesetzt wird, daß sein oberes Ende nicht festgehalten wird. lm unbetätigten Zustand des Bremskraftverstärkers ist der Keil 19 mit der Wandfläche der Bohrung 20 im Stellkolben 5, die vom Gehäuseteil 2 abge­ wandt ist, in Berührung. Der Stellkolben 5 umfaßt des weiteren eine weite Bohrung, die mit der engen Bohrung in Verbindung steht. In der Wand der weiten Bohrung, die sich auf der Seite der Konstantdruckkammer 6 befindet, ist eine Ringkehle 22 ausgebildet, in welche ein zylindrisches Endteil 24 des Druck­ abgabezapfens 23 derart eingesetzt ist, daß dieses Endteil 24 den Stellkolben ringförmig einschließt. Eine aus Gummi bestehende Reaktionsplatte 25 ist zwischen das zylindrische Endteil 24 und den Ventilstößel 11 eingefügt.

Im unbetätigten Zustand des Bremskraftverstärkers ist die Basis des Keils 19 mit dem Gehäuseteil 2 in Anlage, um eine Rückwärtsbewegung des Stellkolbens 5 zu verhindern. Wenn der Bremskraftverstärker betrieben wird, so wird der Druckabgabe­ zapfen 23 bewegt, wobei diese Bewegung auf einen ersten Kol­ ben 27 eines Hauptbremszylinders 26 übertragen wird. Damit wird der erste Kolben 27 vorwärts oder nach links bewegt, um den Druck in der Druckkammer 28 des Hauptbremszylinders 26 zu erhöhen. Im unbetätigten Zustand des Bremskraftverstär­ kers ist die Druckkammer 28 über eine kleine Bohrung 29 mit einem Speicher 30 in Verbindung, weshalb in der Kammer 28 kein Druck vorhanden ist. Wird der erste Kolben 27 vorwärts bewegt, um die Druckkammer 28 gegen die kleine Bohrung 29 abzusperren, dann wird der Druck in der Kammer 28 erhöht. Zwischen dem ersten Kolben 27 und dem zweiten Kolben 32 ist eine Feder 31 angeordnet, die den ersten Kolben 27 ständig nach rechts hin belastet. Die Bewegung des zweiten Kolbens 32 wird durch eine Anschlagschraube 33 begrenzt. Der erste Kolben 27 und der zweite Kolben 32 sind über eine Stange 34 miteinander verbunden. Im in der Zeichnung dargestellten Zu­ stand ist der Kolben 27 an einer Bewegung nach rechts gehin­ dert, er ist jedoch nach links frei bewegbar, weil die Stange 34 sich unabhängig vom zweiten Kolben 32 nach links bewegen kann. An der Innenfläche eines Rings 36 gleitet eine Dich­ tungsmanschette hermetisch, um die Konstantdruckkammer 6 luft­ dicht abzuschließen. Durch die Rückstellfeder 18 wird das eine Ende eines Halteglieds 38 zur Anlage am Stellkolben 5 gebracht. Das andere Ende des Halteglieds 38 stößt gegen die Stirnfläche des Druckabgabezapfens 23, die sich auf der Seite der Konstantdruckkammer 6 befindet, an, um die axiale Bewegung des Druckabgabezapfens 23 zu begrenzen. Das Halte­ glied 38 bringt den Druckabgabezapfen 23 unter Druck gegen den Stellkolben 5. Im freien Zustand nimmt das Halteglied 38 eine Gestalt an, wie sie in der Figur mit gestrichelten Linien angegeben ist. Nach dem Zusammenbau des Bremskraftver­ stärkers befindet sich das Halteglied 38 in der mit ausgezo­ genen Linien angegebenen Lage. In diesem Zustand wird der mittige Teil des Halteglieds 38 nach links hin verlagert und liegt gegen die Stirnfläche des zylindrischen Endteils 24 des Druckabgabezapfens 23 an, auf den es einen Druck ausübt.

Der Bremskraftverstärker mit dem oben beschriebenen Aufbau arbeitet in der folgenden Weise. Im in der Zeichnung darge­ stellten Zustand ist der Bremskraftverstärker unbetätigt. Wenn das Bremspedal niedergedrückt wird, um die Schubstange 10 nach links zu verlagern, dann wird das Steuerventil 12 zusammen mit dem Ventilstößel 11 durch die Wirkung der Feder 14 bewegt, bis es mit dem Ringsitz 15 zur Anlage kommt. Dann wird der Ventilstößel 11 vom Steuerventil 12 gelöst, so daß Luft durch den Durchgang 17 in die Verstelldruckkammer 7 flie­ ßen kann. Insofern wird der Druck in der Kammer 7 zum Druck in der Konstantdruckkammer 6 unterschiedlich. Durch diesen Druckunterschied wird der Stellkolben 5 nach links bewegt, wodurch die Reaktionsplatte 25 den Druckabgabezapfen 23 vor­ wärts und nach links bewegt. Der Druckabgabezapfen 23 vermit­ telt dem ersten Kolben 27 des Hauptbremszylinders 26 einen nach links gerichteten Druck, so daß der Druck in der Druck­ kammer 28 erhöht wird.

Wie aus der Beschreibung deutlich wird, drückt das Halte­ glied, das ein Freiwerden des Druckabgabezapfens verhindert, diesen Zapfen zum Kolben hin, wobei das Halteglied mit der Stirnfläche des zylindrischen Teils des Druckabgabezapfens in Anlage ist. Deshalb wird die Abdichtung zwischen der Reak­ tionsplatte und dem vorderen Ende des Stellkolbens auch dann gewährleistet, wenn der Bremskraftverstärker unbetätigt ist. Folglich ist es unmöglich, daß Luft am Beginn einer Betäti­ gung des Bremskraftverstärkers von der Verstelldruckkammer an die Unterdruckkammer strömt. Damit arbeitet der Brems­ kraftverstärker schnell, wie er auch in der Lage ist, die zwischen dem Druckabgabezapfen und der Reaktionsplatte einge­ schlossene Luft, wenn der Bremskraftverstärker zusammengebaut wird, abzuführen.

Claims (4)

1. Unterdruck-Bremskraftverstärker

• - mit einem eine Öffnung an seinem einen Ende aufweisenden Gehäuseteil (2),
• - mit einem durch die Öffnung sich in hermetisch abgedich­ teter Weise erstreckenden Stellkolben (5, 8),
• - mit einer den Innenraum eines Gehäuses (2, 3) in eine Konstantdruckkammer (6) sowie eine Verstelldruckkammer (7) unterteilenden Membran (4), deren Außenrand am Ge­ häuse hermetisch abgedichtet gehalten und deren Innen­ rand am Außenumfang des Stellkolbens (5) hermetisch ab­ gedichtet befestigt ist,
• - mit einer im Stellkolben (5) ausgebildeten engen Bohrung,
• - mit einem Ventilstößel (11), der mit einer mit dem Brems­ pedal eines Kraftfahrzeugs gekoppelten Schubstange (10) verbunden sowie verschiebbar in die enge Stellkolben­ bohrung eingesetzt ist,
• - mit einem in den Stellkolben (5) eingebauten Steuerven­ til (12), das im unbetätigten Zustand des Bremskraft­ verstärkers mit dem rückwärtigen Ende des Ventilstößels (11) in Anlage ist,
• - mit einem das Steuerventil (12) betätigendem Mechanismus, so daß die Verstelldruckkammer (7) in Abhängigkeit von der Betätigung oder der Ruhestellung des Bremspedals entweder mit der Konstantdruckkammer oder mit der At­ mosphäre in Verbindung kommt,
• - mit einer im Stellkolben ausgebildeten weiten Bohrung, die mit der engen Stellkolbenbohrung in Verbindung steht,
• - mit einem Druckabgabezapfen (23), der ein in die weite Bohrung des Stellkolbens (5) verschiebbar eingesetztes rückwärtiges Endteil (24) hat, und
• - mit einer zwischen das rückwärtige Endteil (24) des Druckabgabezapfens (23) sowie den Stellkolben (5) in dessen weite Bohrung eingebauten Reaktionsplatte (25),

gekennzeichnet durch ein Halteglied (38), dessen eines Ende am Stellkolben (5) befestigt ist, dessen anderes Ende unter Druck gegen das rückwärtige Endteil (24) des Druck­ abgabezapfens (23) anliegt, so daß der Druckabgabezapfen die Reaktionsplatte (25) gegen den Stellkolben drückt, und das am Stellkolben auf der Seite der Konstant­ druckkammer (6) angeordnet ist.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das rückwärtige Endteil des Druckabgabezap­ fens (23) einen Zylinderring (24) umfaßt, der in eine am äußeren Rand des Bodens der im Stellkolben (5) vorhan­ denen weiten Bohrung ausgebildete Ringkehle (22) einge­ setzt und in dem die Reaktionsplatte (25) aufgenommen ist.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Halteglieds (38) am Stellkolben (5) durch eine in der Konstantdruckkammer (6) angeordnete Feder (18) festgelegt ist, die bei ihrer Ausdehnung den Stellkolben zur Verstelldruckkammer (7) hin drückt.