DE3822261A1

DE3822261A1 - Bremsbetaetigungseinheit fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3822261A1
Application number: DE19883822261
Authority: DE
Inventors: Lothar Schiel; Vladimir Dusil
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1990-01-04
Also published as: GB2220239B; GB8914884D0; FR2633574A1; GB2220239A; FR2633574B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsbetätigungseinheit für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Vakuumbremskraftver stärker und einem einen Primärkolben und einen Sekundär kolben aufweisenden Tandem-Hauptbremszylinder, wobei der Vakuumbremskraftverstärker ein Verstärkergehäuse aufweist, das durch eine axial bewegliche Wand in eine Unterdruck kammer und eine Arbeitskammer unterteilt ist, mit einem in einem Steuergehäuse angeordneten, mechanisch durch ein Eingangsglied betätigbaren Steuerventil zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer bzw. mit der Atmosphäre, das durch einen am Steuergehäuse ausgebildeten Unterdruckdichtsitz und einen an einem Ventilkolben ausge bildeten Atmosphärendichtsitz gebildet ist, die in Löse stellung durch ein Tellerventil geschlossen sind, sowie einer Reaktionsvorrichtung zum Übertragen einer beim Bremsvorgang auftretenden Reaktionskraft.

Ein bei einer derartigen Bremsbetätigungseinheit einsetz barer Vakuumbremskraftverstärker ist aus der DE-OS 33 18 744 bekannt. Das Besondere an diesem Vakuumbremskraft verstärker besteht darin, daß das Steuergehäuse durch zwei ineinander teleskopartig relativ zueinander begrenzt be wegbare Steuergehäuseteile gebildet ist, daß der zweite Steuergehäuseteil in der Ruhestellung an einem gehäuse festen Punkt anliegt und daß am Steuergehäuse ein die Be wegung des Tellerventils begrenzender Anschlag vorgesehen ist.

Obwohl das oben erwähnte Bremsgerät zufriedenstellend die gestellte Aufgabe, nämlich den sogenannten Leerweg auf ein Minimum zu verkürzen, löst, ist es von seinem Aufbau her kompliziert und daher kostenintensiv.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsbetätigungseinheit der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß unter Beibehaltung der Bauart und der Betriebssicherheit des bekannten Vakuum bremskraftverstärkers ein besonders einfacher und kosten günstiger Aufbau deren einzelner Baugruppen erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die bewegliche Wand des Vakumbremskraftverstärkers unabhängig vom Eingangsglied bewegbar ist und mit einem ersten Teil (Außenkolben) des zweiteilig ausgeführten Primärkolbens des Tandem-Hauptbremszylinders verbunden ist, dessen zweiter Teil (Innenkolben) mit dem Ventilkolben in Wirk verbindung steht und mit einem ortsfesten Anschlag zu sammenwirkt. Durch diese Maßnahme wird eine einteilige, einfache Ausführung des Steuergehäuses ermöglicht, in dem Vakuum- und Außenluftkanäle größerer Querschnitte ausge bildet werden können. Diese Tatsache bringt eine erheb liche Verkürzung der Ansprech- und Lösezeiten.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegen standes sieht vor, daß der Innenkolben als Tauchkolben an dem Hauptbremzylinder zugewandten Ende einer Verlängerung des Ventilkolbens ausgebildet ist und daß der Innenkolben im Außenkolben axial verschiebbar abgedichtet geführt ist.

Dadurch wird eine besonders kompakte, zuverlässig arbeitende Bremsbetätigungseinheit erreicht.

Um einen besonders einfachen Einbau des Anschlags im Tandem-Hauptbremszylinder zu ermöglichen, wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal vorgeschlagen, daß der Außen kolben mit der beweglichen Wand mittels zweier kreis segmentförmiger axialer Fortsätze verbunden ist, die am Boden einer axialen Ausnehmung im Steuergehäuse abgestützt sind. Die Kraftübertragung zwischen dem Außenkolben und der beweglichen Wand erfolgt dabei mittels einer in die Ausnehmung eingelegten metallischen Hülse, wodurch eine gleichmäßige Verteilung der auf das Steuergehäuse ein wirkenden Kraft sowie wesentliche Festigkeitsvorteile im Bereich der Abstützung der Fortsätze erzielt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfin dung ist die Reaktionsvorrichtung durch die Stirnflächen der beiden Teile des Primärkolbens gebildet, die mit dem im Primärdruckraum eingeschlossenen Druckmittelvolumen be aufschlagt werden. Diese Maßnahme ermöglicht auf eine be sonders platzsparende Art die Übertragung der Reaktions kraft auf das Bremspedal bei wesentlicher Verbesserung der Hysterese der Funktionscharakteristik des Bremsgerätes.

Um bei einem Ausfall des Primärbremskreises dem Fahrer das Bremsgefühl zu vermitteln, wird bei einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes vorgesehen, daß im Primärdruck raum eine zweite Reaktionseinrichtung angeordnet ist, die bei dessen Ausfall im Sekundärdruckraum einen der Ein gangskraft proportionalen Druckaufbau nach einer vorher festgelegten Charakteristik ermöglicht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Aus führungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung hervor, deren einzige Figur eine erfindungsgemäße Bremsbetäti gungseinheit im axialen Schnitt zeigt.

Der in der Zeichnung dargestellte Vakuumbremskraftver stärker weist ein Unterdruckgehäuse 1 auf, das durch eine axial bewegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer 4 unterteilt ist. Die axial bewegliche Wand 2 besteht aus einem aus Blech tiefgezogenen Membran teller 5 und einer daran anliegenden flexiblen Membran 6, die nicht näher dargestellt zwischen dem äußeren Umfang des Membrantellers 5 und dem Unterdruckgehäuse 1 eine Rollmembran als Abdichtung bildet.

Ein durch ein Eingangsglied 8 (Kolbenstange) betätigbares Steuerventil 7 weist einen mit der Kolbenstange 8 ver bundenen, einen ersten Ventilsitz 18 tragenden Ventilkol ben 10 auf, der in einem Steuergehäuse 11 axial geführt ist, das mit einem zweiten Ventilsitz 19 versehen ist. Die beiden Ventilsitze 18, 19 liegen dabei in einer senkrecht zur Betätigungsrichtung des Vakuumbremskraftverstärkers stehenden Ebene und wirken mit einem Tellerventil 23 zu sammen, das über eine Vorspannhülse 21 mittels einer sich an einem an der Kolbenstange 8 ausgebildeten Bund ab stützenden Druckfeder 24 gegen die Ventilsitze 18, 19 ge drückt wird. Die Arbeitskammer 3 über einen im Steuerge häuse 11 ausgebildeten Außenluftdurchlaß 34, das Steuer ventil 7 sowie einen Vakuumkanal 17 steht mit der Unter druckkammer 4 in Verbindung.

Eine in der Zeichnung schematisch dargestellte Rückstell feder 16, die sich an der vakuumseitigen Stirnwand des Verstärkergehäuses 1 abstützt, hält die bewegliche Wand 2 in der gezeigten Ausgangsstellung. Außerdem ist eine zweite Druckfeder 20 vorgesehen, die einerseits am Steuer gehäuse 11 und andererseits an der Kolbenstange 8 abge stützt ist und deren Kraft für eine Vorspannung des Ventilkolbens 10 bzw. dessen ersten Ventilsitzes 18 gegen über dem Tellerventil 23 sorgt.

An der in der Zeichnung links gezeigten Stirnwand des Unterdruckgehäuses 1 ist ein Tandem-Hauptbremszylinder 40 befestigt, dessen Gehäuse 41 sich teilweise in die Unter druckkammer 4 des Vakuumbremskraftverstärkers erstreckt. Das Gehäuse 41 weist eine Längsbohrung 51 auf, in der ein Primärkolben 42 und ein Sekundärkolben 43 einen Primär druckraum 44 und einen Sekundärdruckraum 45 begrenzen, die über Zentralventile 47, 48 und Nachlaufräume 52, 53 mit einem nicht dargestellten Druckmittelvorratsbehälter stehen und an die ebenso nicht gezeigte einzelne Brems kreise angeschlossen sind. Der vorzugsweise zweiteilig ausgeführte Primärkolben 42 besteht aus einem in der Längsbohrung 51 geführten, mit einer Dichtmanschette 27 versehenen Außenkolben 15, der mittels zweier kreis segmentförmiger Fortsätze 22 mit dem Steuergehäuse 11 ver bunden ist, sowie einem darin abgedichtet verschiebbar ge führten Innenkolben 14. Die Stirnwand des Steuergehäuses 11 ist dabei mit einer axialen Ausnehmung 31 versehen, in die eine metallische Hülse 32 eingelegt ist, an der sich die Enden der Fortsätze 22 axial abstützen. Für die form schlüssige Verbindung der Fortsätze 22 mit dem Steuerge häuse 11 sorgt ein Sicherungring 54, der in einer radialen Nut im Steuergehäuse 11 eingesetzt ist und, die metallische Hülse 32 radial durchgreifend, mit einer in der Oberfläche der Fortsätze 22 ausgebildeten Nut zu sammenwirkt. Der vorzugsweise als Tauchkolben ausgebil dete, gegenüber der Axialbohrung des Außenkolbens 15 mittels eines O-Ringes 26 abgedichtete Innenkolben 14 wird durch eine axiale Verlängerung 13 des Ventilkolbens 10 ge bildet, die in einer axialen Bohrung 55 im Steuergehäuse 11 unter Abdichtung durch einen Dichtring 25 geführt ist. Die axiale Bewegung des Innenkolbens 14 nach rechts wird durch einen ortsfesten Anschlag 33 begrenzt, der im darge stellten Beispiel durch eine im Gehäuse 41 des Tandem-Hauptbremszylinders 40 angeordnete Scheibe gebildet ist.

Die Bremskraft wird auf das im Primärdruckraum 44 einge schlossene Druckmittelvolumen mittels einer ersten Reaktionsvorrichtung 9 übertragen, die durch die beiden am Außen- 15 und Innenkolben 14 ausgebildeten Stirnflächen 50 bzw. 49 gebildet ist, die mit dem im Primärdruckraum 44 herrschenden hydraulischen Druck beaufschlagt werden.

Um die Reaktionskraft auch bei einem Ausfall des Primär bremskreises auf das Bremspedal übertragen zu können ist im Primärdruckraum 44 eine zweite Reaktionsvorrichtung 12 vorgesehen, die durch eine in einem am Außenkolben 15 an liegenden Körper 28 gelagerte elastische Reaktionsscheibe 29 gebildet ist, die einerseits in unmittelbarer Berührung mit dem Innenkolben 14 steht und andererseits mittels einer Druckplatte 30 mit dem Öffnungsmechanismus 46 des ersten Zentralventils 47 zusammenwirkt.

Die Funktionsweise der in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemäßen Bremsbetätigungseinheit wird nachfolgend beschrieben:

In der Ausgangsposition (bei stillstehendem Motor) können die beiden Arbeitskammern 3 und 4 unter Atmosphärendruck stehen, so daß die bewegliche Wand 2 druckausgeglichen ist und durch die Rückstellfeder 16 am Anschlag an der hinteren Unterdruckgehäusewand gehalten wird. Da der Ventilkolben 10 über den Innenkolben 14 durch den Anschlag 33 im Tandem-Hauptbremszylinder 40 positioniert ist, be findet sich das Steuerventil 7 in einem Zustand, in dem der am Ventilkolben 10 ausgebildete Atmosphärendichtsitz 18 offen und der Vakuumsitz 19 am Steuergehäuse 11 ge schlossen ist, so daß die beiden Arbeitskammern 3 und 4 voneinander getrennt sind. Wird nun die Unterdruckkammer 4 evakuiert (beim Anlassen des Motors), so bewirkt die an die bewegliche Wand 2 einwirkende Druckdifferenz deren Be wegung in Richtung auf den Hauptbremszylinder 40 zu, so daß zunächst der Atmosphärendichtsitz 18 geschlossen und unmittelbar danach der Vakuumsitz 19 geöffnet wird. Da durch wird ein Evakuieren der inzwischen von der Atmoshäre getrennten Arbeitskammer 3 ermöglicht, so daß an der be weglichen Wand 2 erneut ein Gleichgewichtszustand auf tritt, in dem beide Dichtsitze 18, 19 des Steuerventils 7 geschlossen sind und der Vakuumbremskraftverstärker sich in einer Bereitschaftsstellung befindet.

Wird nun beim Bremsen das nicht gezeigte Bremspedal be tätigt, so werden durch die Krafteinwirkung das Eingangs glied 8 mit dem Ventilkolben 10 nach links verschoben, wo durch das Steuerventil 7 betätigt wird. Dadurch wird an der beweglichen Wand 2 eine fußkraftproportionale Druck differenz eingesteuert, die eine Verstärkungskraft er zeugt, die zur Pedalkraft hinzuaddiert und auf den Primär kolben 42 des Tandem-Hauptbremszylinders 40 übertragen wird, um einen hydraulischen Druck in den beiden Druck räumen 44 und 45 aufzubauen, der über die nicht darge stellten Bremskreise zu den einzelnen Radbremsen des Kraftfahrzeuges weitergeleitet wird.

Wird die auf das Eingangsglied 8 wirkende Betätigungskraft aus einer Teil- oder Vollbremsstellung weggenommen, so drückt die zweite Druckfeder 20 den Ventilkolben 10 gegen das Tellerventil 23, so daß der erste (Atmosphären-) Dichtsitz 18 geschlossen und der zweite (Vakuum-) Dicht sitz 19 geöffnet wird. Über den nunmehr offenen zweiten Dichtsitz 19 erfolgt ein Druckausgleich zwischen der Unterdruck- 4 und der Arbeitskammer 3, so daß eine darauf folgende Rückstellung der beweglichen Wand 2 unter der Wirkung der Rückstellfeder 16 möglich ist, bis der Innen kolben 14 zur Anlage am Anschlag 33 kommt. In diesem Augenblick wird die bereits erwähnte Bereitschaftsstellung erreicht.

Bezugszeichenliste:

1  Unterdruckgehäuse
2  bewegliche Wand
3  Arbeitskammer
4  Unterdruckkammer
5  Membranteller
6  Membran
7  Steuerventil
8  Eingangsglied
9  Reaktionsvorrichtung
10  Ventilkolben
11  Steuergehäuse
12  Reaktionsvorrichtung
13  Verlängerung
14  Innenkolben
15  Außenkolben
16  Rückstellfeder
17  Vakuumkanal
18  Ventilsitz
19  Ventilsitz
20  Druckfeder
21  Vorspannhülse
22  Fortsatz
23  Tellerventil
24  Druckfeder
25  Dichtring
26  O-Ring
27  Dichtmanschette
28  zylindrischer Körper
29  Reaktionsscheibe
30  Druckplatte
31  Ausnehmung
32  Hülse
33  Anschlag
34  Außenluftdurchlaß
35
36
37
38
39
40  Tandem-Hauptbremszylinder
41  Gehäuse
42  Primärkolben
43  Sekundärkolben
44  Primärdruckraum
45  Sekundärdruckraum
46  Öffnungsmechanismus
47  Zentralventil
48  Zentralventil
49  Stirnfläche
50  Stirnfläche
51  Längsbohrung
52  Nachlaufraum
53  Nachlaufraum
54  Sicherungsring
55  Bohrung

Claims

1. Bremsbetätigungseinheit für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Vakuumbremskraftverstärker und einem einen Primärkolben und einen Sekundärkolben aufweisenden Tandem-Hauptbremszylinder, wobei der Vakuumbremskraftverstärker ein Verstärkergehäuse aufweist, das durch eine axial bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer unterteilt ist, mit einem in einem Steuergehäuse angeordneten, mechanisch durch ein Eingangsglied betätigbaren Steuerventil zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer bzw. mit der Atmosphäre, das durch einen am Steuergehäuse ausgebildeten Unterdruckdichtsitz und einen an einem Ventilkolben ausgebildeten Atmosphärendichtsitz gebildet ist, die in Lösestellung durch ein Tellerventil geschlossen sind, sowie einer Reaktionsvorrichtung zum Übertragen einer beim Bremsvorgang auftretenden Reaktionskraft, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand (2) des Vakumbremskraftverstärkers unabhängig vom Eingangsglied (8) bewegbar ist und mit einem ersten Teil (Außenkolben (15)) des zweiteilig ausgeführten Primärkolbens (42) des Tandem-Hauptbremszylinders (40) verbunden ist, dessen zweiter Teil (Innenkolben (14)) mit dem Ventilkolben (10) in Wirkverbindung steht und mit einem ortsfesten Anschlag (33) zusammenwirkt.

2. Bremsbetätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Anschlag (33) im Tandemhauptbremszylinder (40) angeordnet ist.

3. Bremsbetätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkolben (14) als Tauchkolben an dem dem Tandem-Hauptbremszylinder (40) zugewandten Ende einer Verlängerung (13) des Ventilkolbens (10) ausgebildet ist.

4. Bremsbetätigungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkolben (14) im Außenkolben (15) axial verschiebbar abgedichtet geführt ist.

5. Bremsbetätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkolben (15) mit der beweglichen Wand (2) mittels zweier kreissegmentförmiger axialer Fortsätze (22) verbunden ist, die am Boden einer axialen Ausnehmung (31) im Steuergehäuse (11) abgestützt sind.

6. Bremsbetätigungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung zwischen dem Außenkolben (15) und der beweglichen Wand (2) mittels einer metallischen Hülse (32) erfolgt, die in der Ausnehmung (31) eingelegt ist.

7. Bremsbetätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsvorrichtung (9) durch die Stirnflächen (49, 50) der beiden Kolben (14, 15) gebildet ist, die mit dem im Primärdruckraum (44) eingeschlossenen Druckmittelvolumen beaufschlagt werden.

8. Bremsbetätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärdruckraum (44) eine zweite Reaktionsvorrichtung (12) angeordnet ist, die bei dessen Ausfall im Sekundärdruckraum (45) einen der Eingangskraft proportionalen Druckaufbau nach einer vorher festgelegten Charakteristik ermöglicht.

9. Bremsbetätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Reaktionsvorrichtung (12) durch eine in einem zylindrischen Körper (28) angeordnete elastische Reaktionsscheibe (29) gebildet ist, die mit dem Außenkolben (15) über den zylindrischen Körper (28) und mit dem Innenkolben (14) direkt in Wirkverbindung steht, und an deren dem Primärkolben (42) abgewandter Seite eine Druckplatte (30) anliegt, an der ein Teil eines Öffnungsmechanismus (46) eines ersten Zentralventils (47) abgestützt ist.