DE4021304A1

DE4021304A1 - Unterdruckbremskraftverstaerker

Info

Publication number: DE4021304A1
Application number: DE19904021304
Authority: DE
Inventors: Kai-Michael Graichen
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1990-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1992-01-16

Description

Die Erfindung betrifft einen Unterdruckbremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem Verstärkergehäuse, das durch eine axial bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer dichtend unterteilt ist, sowie mit einem Steuerventil zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer bzw. mit der Atmosphäre, das in einem vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Steuergehäuse untergebracht ist und aus einem am Steuergehäuse ausgebildeten ersten Dichtsitz, aus einem an einem Ventilkolben ausgebildeten zweiten Dichtsitz sowie einem mit den Dichtsitzen zusammenwirkenden Tellerventilkörper besteht, wobei der Ventilkolben teilweise in eine im Steuergehäuse ausgebildete Bohrung hineinragt und in kraftübertragender Verbindung mit einer in einer zylindrischen Ausnehmung im Steuergehäuse in radialer Richtung im wesentlichen spielfrei geführten Übersetzungsscheibe steht, deren Höhen/Durchmesserverhältnis wesentlich kleiner als 1 ist und die sich in Lösestellung in axialem Abstand von einer die Ausnehmung begrenzenden senkrechten Ringfläche befindet und mit einer die Ausgangskraft des Verstärkers auf ein Kraftabgabeglied (Druckstange) übertragenden elastischen Reaktionsscheibe zusammenwirkt, während der Ventilkolben in Lösestellung an einem steuergehäusefesten Anschlag anliegt.

Ein derartiger Bremskraftverstärker ist z. B. aus der älteren Anmeldung P 39 13 263.3 der Anmelderin bekannt. Bei dem darin offenbarten Bremskraftverstärker besteht das Problem, daß aufgrund der eingeschränkten Platzverhältnisse eine Übersetzungsscheibe mit einem ungünstigen Höhen/Durchmesserverhältnis «1 eingesetzt werden muß, die leicht zum Kippen neigt und sich daher in ihrer Führung verklemmen kann. Als weniger vorteilhaft wird auch die Reibung empfunden, die in Lagerpunkten der Übersetzungsscheibe und des Ventilkolbens erzeugt wird und die zusammen mit dem Verklemmen einen nicht unerheblichen Einfluß auf die Hysterese des Bremskraftverstärkers haben.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehenden Nachteile weitgehend zu eliminieren und einen Unterdruckbremskraftverstärker mit den gattungsgemäßen Merkmalen so auszugestalten, daß unter Beibehaltung der Bauart und der Gerätekenndaten seine Betriebssicherheit bei Verwendung der ohnehin vorhandenen Teile erhöht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilkolben mit der Übersetzungsscheibe kraftübertragend verbunden und in der Bohrung mit radialem Spiel gelagert ist und in seinem den zweiten Dichtsitz aufweisenden Bereich im Steuergehäuse geführt ist.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Ventilkolben nur an seinem größten Durchmesser geführt wird, während seine Führung in dem der Reaktionsscheibe zugewandten Bereich von der Übersetzungsscheibe übernommen wird. Dadurch entsteht eine eindeutig bestimmte Zweipunktlagerung mit weit auseinanderliegenden Lagerstellen, die eine präzise reibungsarme Führung ermöglicht. Gleichzeitig werden zuverlässig ein hystereseverschlechterndes Klemmen der Übersetzungsscheibe sowie die Reibungseinflüsse auf die Hysterese eliminiert bzw. verringert.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Übersetzungsscheibe aus Kunststoff besteht und eine zylindrische Ausnehmung aufweist, die einen am Ende des Ventilkolbens ausgebildeten axialen Fortsatz aufnimmt und die an ihrem Rand mit Rastelementen versehen ist, die mit einer im Ventilkolben ausgebildeten Ringnut zusammenwirken. Durch diese Maßnahmen wird eine besonders kostengünstig herstellbare Ausführung des Erfindungsgegenstandes erreicht. Außerdem wird dadurch ein Herausfallen der Übersetzungsscheibe bei der Montage verhindert.

Der Kunststoff soll dabei eine hohe Festigkeit gegenüber Druckbelastungen, eine ausreichende Elastizität sowie gute Gleiteigenschaften aufweisen.

Eine weitere Verminderung der Reibung wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch erreicht, daß der Kunststoff ein lubrizierter Kunststoff ist, aus dem auch das Steuergehäuse hergestellt werden kann.

Um schließlich den richtigen axialen Abstand zwischen der Übersetzungsscheibe und der Reaktionsscheibe einstellen zu können, sieht eine andere vorteilhafte Ausführungsvariante vor, daß zwischen dem Ventilkolben und der Übersetzungsscheibe mindestens eine, vorzugsweise mehrere Unterlegscheiben angeordnet sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert wird.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt einer Ausführung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers nach der Erfindung und

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Einzelheit "X" in größerem Maßstab.

Das Gehäuse des in Fig. 1 gezeigten Unterdruck-Bremskraft verstärkers besteht aus zwei an einer Verbindungsstelle miteinander lancierten Gehäuseteilen, von denen, der besseren Übersichtlichkeit wegen, nur das bremspedal seitige Gehäuseteil 7 teilweise dargestellt ist. Der Innenraum des Gehäuses wird durch eine bewegliche Wand 50 in eine Unterdruckkammer 20, die über einen pneumatischen Anschluß mit einer Unterdruckquelle verbunden ist (nicht näher dargestellt), und eine Arbeitskammer 23 unterteilt.

Die durch einen metallischen Membranteller 19 sowie eine in der Arbeitskammer 23 daran anliegende Rollmembran 18 gebildete bewegliche Wand 50 ist an einem im dargestellten Beispiel zweiteilig ausgeführten Steuergehäuse 10 befestigt. Das Steuergehäuse 10 ragt mit seinem zylindrischen Führungsteil 4 aus dem Verstärkergehäuse 7 heraus und wird mittels eines nicht dargestellten Faltenbalges gegen Verschmutzung seiner Oberfläche geschützt. Das Steuergehäuse 10 dichtet mit einem Gleitführungsring 5 die Arbeitskammer 23 nach außen hin ab.

Im Inneren des Steuerventilgehäuses 10 ist eine aus Kolbenstange 13 und Ventilkolben 16 zusammengesetzte Steuerstange axial verschiebbar angeordnet, die über einen nicht näher dargestellten Gabelkopf mit einem Bremspedal eines Kraftfahrzeuges verbindbar ist. Das Steuerventil gehäuse 10 enthält ferner eine Ventilanordnung 1, 9, 12, die von dem Ventilkolben 16 betätigt wird und über Kanäle 36, 37 die Druckdifferenz zwischen Unterdruckkammer 20 und Arbeitskammer 23 steuert. Das in der Unterdruckkammer 20 angeordnete Vorderteil 2 des Steuergehäuses 10 weist ferner eine Bohrung 3 auf, in der eine elastische Reaktionsscheibe 30 sowie ein Kopfflansch 17 einer Druckstange 29 angeordnet ist, die einen an der Stirnseite des Verstärkergehäuses befestigten, nicht näher dargestellten Hauptbremszylinder betätigt.

Zum Zurückstellen der beweglichen Wand 50 ist eine Rück stellfeder 25 vorgesehen, die zwischen dem Vorderteil 2 des Steuerventilgehäuses 10 und dem Boden des Verstärker gehäuses eingespannt ist.

Die Steuerbaugruppe des Unterdruck-Bremskraftverstärkers ist in der Lösestellung dargestellt, d. h. in einer Stellung, in der die beiden Kammern 20, 23 voneinander getrennt sind. In dieser Stellung liegen nämlich die beiden Dichtsitze 9, 12 an der Dichtfläche eines Tellerventils 1 an, das auf seiner der Dichtfläche abgewandten Seite einen Anschlag 8 aufweist, der über eine Hülse 38 im Führungsteil 4 anschlägt. Das Führungsteil 4 liegt in der Lösestellung mit seinem Kragen 28 am Gleitführungsring 5 an, wobei der Dichtsitz 9 am Ventilkolben 16 von einer Kolbenstangenrückholfeder 11 gegen die Dichtfläche des Tellerventils 1 gedrückt wird. Das Tellerventil 1 wird gleichzeitig in Richtung auf die beiden Dichtsitze 9, 12 zu mittels einer Druckfeder 15 vorgespannt, die sich mit deren anderem Ende an der Hülse 38 abstützt. Außerdem ist eine zweite Druckfeder 38 vorgesehen, die sich einerseits an einer Führung 40 des Tellerventils 1 und andererseits an einer ringförmigen Fläche 43 der Hülse 38 abstützt und die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 auseinander hält.

Um eine präzise Führung der Druckstange 29 zu erzielen, ist eine Führungshülse 14 vorgesehen, deren radialer Flansch 21 sich an einer Ringfläche 26 am Steuergehäuse-Vorderteil 2 abstützt und in eine zylindrische Führungsfläche 22 übergeht und mit einem am Vorderteil 2 ausgebildeten zylindrischen Abschnitt 33 zusammenwirkt, so daß die auf die Druckstange 29 einwirkenden Biegekräfte wirksam aufgenommen werden. Der im Bereich der Mündung des Unterdruckkanals 36 mit mehreren Öffnungen 31 versehene radiale Flansch 21 wird gegen Herausfallen durch die Rückstellfeder 25 gesichert, die sich an einem an die zylindrische Führungsfläche 22 anschließenden radialen Kragen 24 abstützt.

Die Reaktionsscheibe 30 befindet sich dabei in einem der Unterdruckkammer 20 zugewandten Abschnitt der Stufen bohrung 3, in deren zweitem Abschnitt kleineren Durchmessers eine Übersetzungsscheibe 6 angeordnet ist, die mit dem Steuerventilkolben 16 zusammenwirkt und deren mit der Reaktionsscheibe 30 in Berührung stehende Fläche die Übersetzung des Bremsgerätes bestimmt.

Wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist die vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff hergestellte Übersetzungsscheibe 6 mit einer zylindrischen Ausnehmung 32 versehen, die einen an dem der Reaktionsscheibe 30 zugewandten Ende des Ventilkolbens 16 ausgebildeten axialen Fortsatz 34 aufnimmt. Im Randbereich der Ausnehmung 32 sind Rastelemente 35 ausgebildet, die bei der Einführung des Fortsatzes 34 elastisch nachgebend auseinander gedrückt werden und anschließend in eine im Übergangsbereich zwischen dem Fortsatz 34 und dem Ventilkolben 16 ausgebildete Ringnut 41 einschnappen, so daß der Ventilkolben 16 mit der Übersetzungsscheibe 6 formschlüssig verbunden wird. Da die Führung des vorderen Endes des Ventilkolbens 16 im Steuergehäuse 10 bzw. 2 von der Übersetzungsscheibe 6 übernommen wird, wird die Reibung zwischen ihm und dem Steuergehäuse-Vorderteil 2 dadurch eliminiert, daß der Durchmesser der den Ventilkolben 16 aufnehmenden Bohrung 27 größer bemessen ist als der des Ventilkolbens 16. Um die Führung des Ventilkolbens 16 zu verbessern, weist das Steuergehäuse 10 bzw. 2 radiale Führungsstege 42 auf, deren radialer Abstand dem Durchmesser des Ventilkolbens 16 in seinem den Dichtsitz tragenden Teil entspricht. Dadurch entsteht eine eindeutig bestimmte Zweipunkt-Lagerung mit einer beträchtlichen Führungslänge, die sich positiv auf das Betriebsverhalten des Bremskraftverstärkers, insbesondere dessen Hysterese auswirkt.

Als Material für die Übersetzungsscheibe 6 und ggf. das Steuergehäuse 10 wird ein Kunststoff vorgesehen, der sich durch eine hohe Festigkeit bei höheren Temperaturen, eine ausreichende Elastizität sowie gute Gleiteigenschafen auszeichnet. Eine Verbesserung der Gleiteigenschaften kann durch Lubrizieren des gewählten Kunststoffes, d.h. durch Einbringen von Gleitmitteln, beispielsweise PTFE-Materialien in den Grundwerkstoff, erzielt werden.

Um schließlich das zwischen der Übersetzungsscheibe 6 und der Reaktionsscheibe 30 vorhandene Maß, das sog. z-Maß einzustellen, können Unterlegscheiben geeigneter Dicke zwischen den Ventilkolben 16 und die Übersetzungsscheibe 6 eingelegt werden. Andere Möglichkeiten bestehen in der wechselweisen Verwendung von mehreren, beispielsweise drei Übersetzungsscheiben unterschiedlicher Höhe bzw. der Verwendung von Ventilkolben unterschiedlicher Länge.

Bezugszeichenliste

1 Tellerventil
2 Vorderteil
3 Bohrung
4 Führungsteil
5 Gleitführungsring
6 Übersetzungsscheibe
7 Verstärkergehäuseteil
8 Anschlagfläche
9 Dichtsitz
10 Steuergehäuse
11 Feder
12 Dichtsitz
13 Kolbenstange
14 Führungshülse
15 Feder
16 Ventilkolben
17 Kopfflansch
18 Rollmembran
19 Membranteller
20 Unterdruckkammer
21 Flansch
22 Führungsfläche
23 Arbeitskammer
24 Kragen
25 Rückstellfeder
26 Ringfläche
27 Bohrung
28 Kragen
29 Druckstange
30 Reaktionsscheibe
31 Öffnung
32 Ausnehmung
33 Abschnitt
34 Fortsatz
35 Rastelement
36 Kanal
37 Kanal
38 Hülse
39 Druckfeder
40 Führung
41 Ringnut
42 Führungssteg
43 Fläche
50 Wand

Claims

1. Unterdruckbremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem Verstärkergehäuse, das durch eine axial bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer dichtend unterteilt ist, sowie mit einem Steuerventil zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer bzw. mit der Atmosphäre, das in einem vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Steuergehäuse untergebracht ist und aus einem am Steuergehäuse ausgebildeten ersten Dichtsitz, aus einem an einem Ventilkolben ausgebildeten zweiten Dichtsitz sowie einem mit den Dichtsitzen zusammenwirkenden Tellerventilkörper besteht, wobei der Ventilkolben teilweise in eine im Steuergehäuse ausgebildete Bohrung hineinragt und in kraftübertragender Verbindung mit einer in einer zylindrischen Ausnehmung im Steuergehäuse in radialer Richtung im wesentlichen spielfrei geführten Übersetzungsscheibe steht, deren Höhen/Durchmesserverhältnis wesentlich kleiner als 1 ist und die sich in Lösestellung in axialem Abstand von einer die Ausnehmung begrenzenden senkrechten Ringfläche befindet und mit einer die Ausgangskraft des Verstärkers auf ein Kraftabgabeglied (Druckstange) übertragenden elastischen Reaktionsscheibe zusammenwirkt, während der Ventilkolben in Lösestellung an einem steuergehäusefesten Anschlag anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (16) mit der Übersetzungsscheibe (6) kraftübertragend verbunden und in der Bohrung (27) mit radialem Spiel gelagert ist und in seinem den zweiten Dichtsitz (9) aufweisenden Bereich im Steuergehäuse (2) geführt ist.

2. Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungsscheibe (6) aus Kunststoff besteht und eine zylindrische Ausnehmung (32) aufweist, die einen am Ende des Ventilkolbens (16) ausgebildeten axialen Fortsatz (34) aufnimmt und die an ihrem Rand mit Rastelementen (35) versehen ist, die mit einer im Ventilkolben (16) ausgebildeten Ringnut (41) zusammenwirken.

3. Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (10 bzw. 2) mit mehreren radialen Führungsstegen (42) versehen ist, die der axialen Führung des Ventilkolbens (16) in seinem Dichtsitzbereich dienen.

4. Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eine hohe Festigkeit gegenüber Druckbelastungen aufweist.

5. Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein lubrizierter Kunststoff ist.

6. Unterdruckbremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilkolben (16) und der Übersetzungsscheibe (6) mindestens eine Unterlegscheibe angeordnet ist.

7. Unterdruckbremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (10, 2, 4) aus lubriziertem Kunststoff besteht.