DE4127000A1

DE4127000A1 - Betaetigungseinheit fuer eine hydraulische kraftfahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE4127000A1
Application number: DE4127000A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Wagner
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1991-08-16
Filing date: 1991-08-16
Publication date: 1993-02-18
Also published as: US5323685A; GB9214865D0; GB2258705B; FR2680347A1; FR2680347B1; GB2258705A; JPH05193486A

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, bestehend aus einem pneumatischen Bremskraftverstärker, vorzugsweise einem Unterdruck-Bremskraftverstärker, sowie einem ihm wirkungsmäßig nachgeschalteten Hauptbremszylinder, wobei das Bremskraftverstärkergehäuse durch eine bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer unterteilt ist und ein mittels eines Eingangsgliedes betätigbares, in einem Steuergehäuse angeordnetes Steuerventil vorgesehen ist, dessen erster Dichtsitz im Steuergehäuse und dessen zweiter Dichtsitz an einem mit dem Eingangsglied zusammenwirkenden Ventilkolben ausgebildet sind und mit einem Ventilkörper zusammenwirken, während ein im Hauptbremszylinder einen Druckraum begrenzender Kolben zweiteilig ausgebildet ist und aus einem mit der beweglichen Wand in kraftübertragender Verbindung stehenden Außenkolben und einem im Außenkolben abgedichtet geführten, relativ zum Außenkolben begrenzt verschiebbaren, durch das Eingangsglied direkt betätigbaren Innenkolben besteht.

Durch die deutsche Offenlegungsschrift 34 01 402 ist bereits eine derartige Betätigungseinheit bekannt geworden. Das Besondere an der vorbekannten Betätigungseinheit besteht darin, daß der das Steuerventil des Unterdruck-Bremskraftverstärkers betätigende, mit dem Eingangsglied gekoppelte Ventilkolben und das das Steuerventil aufnehmende Steuergehäuse oder eine mit dem Steuergehäuse in Wirkverbindung stehende Hülse dichtend durch eine Wand des Hauptbremszylinders hindurchgeführt sind und bei der Betätigung mit ihren dem Eingangsglied abgewandten Enden in den Druckraum des Hauptzylinders eintauchen. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß bei einem Ausfall der Verstärkungskraft das Eingangsglied auf einen Kolben einwirkt, dessen wirksame Querschnittsfläche kleiner ist als diejenige Kolbenfläche, auf die die Verstärkungskraft wirkt. Die Anordnung der erwähnten Bauteile ist dabei derart getroffen, daß der Betätigungsweg des Steuerventils dem des Hauptzylinderkolbens entspricht, so daß bei einem Vorfüllen der Bremsanlage (Anlegen von Bremsbelägen bzw. Bereitstellen eines niedrigen Bremsdruckes) ein großer Pedal- bzw. Betätigungsweg des Eingangsgliedes erforderlich ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Betätigungseinheit der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei der beim Vorfüllen der Bremsanlage eine Verkürzung des Betätigungsweges erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Dichtsitz getrennt vom Steuergehäuse gegenüber diesem begrenzt verschiebbar ausgeführt ist und während eines vorher bestimmbaren Betätigunghubs des Steuergehäuses bzw. der beweglichen Wand an einem verstärkergehäusefesten Anschlag gehalten wird.

Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß der erste Dichtsitz an einer im Steuergehäuse abgedichtet verschiebbar geführten Hülse ausgebildet ist, die in Schließrichtung des Steuerventils vorgespannt ist und die mit einem am Steuergehäuse ausgebildeten Anschlag zusammenwirkt, von dem sie nach dem vorher bestimmbaren Betätigungshub mitgenommen wird.

Eine wirksame Verkürzung eines bei der Betätigung auftretenden Leerweges wird bei einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes dadurch erreicht, daß ein die Rückkehrbewegung des Ventilkolbens begrenzendes, mit dem verstärkergehäusefesten Anschlag zusammenwirkendes Querglied vorgesehen ist, an dem die Hülse axial anliegt.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungeinheit sieht vor, daß das Querglied in Lösestellung an einem das Steuergehäuse gegenüber dem Verstärkergehäuse abdichtenden Gleitdichtring anliegt. Durch diese Maßnahme wird eine wirksame Dämpfung des Quergliedanschlags am Bremskraftverstärkergehäuse erreicht.

Eine andere Möglichkeit der Verkürzung eines bei der Betätigung auftretenden Leerweges besteht darin, daß das Steuergehäuse zweiteilig ausgebildet ist und aus einem sich am Verstärkergehäuse abstützenden Führungsteil sowie einem darin geführten, die bewegliche Wand tragenden Vorderteil besteht, die gegeneinander abgedichtet axial begrenzt bewegbar, teleskopartig ineinander geführt sind, wobei das Vorderteil unter Zwischenschaltung einer Druckfeder mittels der darin geführten Hülse am Führungsteil abgestützt ist.

Die beiden Dichtsitze liegen vorzugsweise in der Lösestellung am Ventilkörper an.

Eine erhebliche Reduzierung von insbesondere bei der Rückkehrbewegung des Steuergehäuses in die Ausgangsstellung entstehenden Geräuschen wird bei einer anderen Ausführung der Erfindung dadurch erreicht, daß das Führungsteil einen an einem das Führungsteil gegenüber dem Verstärkergehäuse abdichtenden Gleichtdichtring anliegenden radialen Kragen aufweist und daß die Hülse mit einem radial sich erstreckenden Kraftübertragungsglied versehen ist, das am Kragen direkt anliegt.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht schließlich vor, daß der Ventilkolben eine bis ins Innere des Außenkolbens sich erstreckende axiale Verlängerung aufweist, und daß der Innenkolben an einer im Außenkolben begrenzt verschiebbar angeordneten, mittels einer am Außenkolben abgestützten Feder vorgespannten Kraftübertragungshülse anliegt und in einem axialen Abstand vom Ende der Verlängerung angeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß jede gewünschte Ansprechcharakteristik bzw. deren sprunghafter Anstieg der Ausgangskraft realisierbar ist.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung hervor. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit im Axialschnitt, teilweise weggebrochen, und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit im Axialschnitt, teilweise weggebrochen.

Die in der Zeichnung gezeigte erfindungsgemäße Betätigungseinheit besteht aus einem Unterdruck-Bremskraftverstärker 1 sowie einem ihm nachgeschalteten Hauptbremszylinder 2, dessen Gehäuse 32 ins Innere eines lediglich schematisch angedeuteten Bremskraftverstärkergehäuses 3 hineinragt. Im Bremskraftverstärkergehäuse 3 ist auf der dem Hauptzylinder 2 gegenüberliegenden Seite in einem Gleitdichtring 16 ein Steuergehäuse 8 verschiebbar geführt, in dem ein Steuerventil 9 angeordnet ist, das mittels eines mit einem nicht gezeigten Bremspedal gekoppelten Eingangsglied 4 betätigbar ist. An seinem dem Eingangsglied 4 abgewandten Ende trägt das Steuergehäuse 8 eine durch einen Membranteller sowie eine daran anliegende Rollmembran (beide näher nicht bezeichnet) gebildete bewegliche Wand 5, die das Innere des Bremskraftverstärkergehäuses 3 in eine evakuierbare Unterdruckkammer 6 sowie eine Arbeitskammer 7 unterteilt, wobei das Steuerventil 9 eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 7 und der Unterdruckkammer 6 oder der Atmosphäre ermöglicht. Das Steuerventil 9 ist dabei vorzugsweise durch zwei koaxial zueinander angeordnete ringförmige Dichtsitze 10, 11 gebildet, die mit einem rotationssymmetrischen elastischen Ventilkörper 12, beispielsweise einem Tellerventil, zusammenwirken bzw. in Lösestellung des Unterdruckbremskraftverstärkers 1 daran anliegen. Der erste Dichtsitz 10, dessen Öffnen eine Verbindung der beiden Kammern 6, 7 miteinander ermöglicht, ist dabei getrennt vom Steuergehäuse 8 gegenüber diesem begrenzt verschiebbar, vorzugweise an einer im Steuergehäuse 8 verschiebbar abgedichtet geführten zylindrischen Hülse 13, ausgebildet, die mittels einer Druckfeder 14 in Schließrichtung des Steuerventils 9 vorgespannt ist. Der zweite Dichtsitz 11, dessen Öffnen eine Belüftung der Arbeitskammer 7 ermöglicht, ist an einem im Steuergehäuse 8 geführten, mit dem Eingangsglied 4 in kraftübertragender Verbindung stehenden Ventilkolben 15 ausgebildet, dessen Rückkehrbewegung bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung durch ein Querglied 17 begrenzt ist, das in Lösestellung am Gleitdichtring 16 axial anliegt. Das Querglied 17 wirkt bei der Betätigung mit einem am Steuergehäuse 8 ausgebildeten Anschlag 18 zusammen, dessen Funktion im nachfolgenden Text näher erläutert wird. Die Hülse 13 weist dabei radiale Führungsrippen 19 auf, die im Bereich der Dichtsitze 10, 11 eine einwandfreie Führung des Ventilkolbens 15 ermöglichen.

Wie der Zeichnung weiter zu entnehmen ist, ist ein im Hauptzylindergehäuse 32 einen Druckraum 41 begrenzender Kolben 20 zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem Außen- bzw. Ringkolben 21 größeren Durchmessers sowie einem darin geführten Innenkolben 22. Der Außenkolben 21 stützt sich mittels einer Kraftübertragungshülse 24 an einer am Steuergehäuse 8 axial anliegenden Abstützplatte 35 ab, die gleichzeitig ein Verschieben einer den Ventilkolben 15 gegenüber dem Steuergehäuse 8 abdichtenden Dichtung, beispielsweise einer Dichtmanschette 36, verhindert. Dadurch wird gewährleistet, daß bei Betätigung eine Übertragung der von der beweglichen Wand 5 aufgebrachten Verstärkungskraft auf den Außenkolben 21 erfolgt.

Der den Innenkolben 22 führende Außenkolben 21 ist an seinem der Kraftübertragungshülse 24 zugewandten Ende mit einer zylindrischen Ausnehmung 37 versehen, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Innenkolbens 20. Diese Ausnehmung 37 nimmt eine zweite Kraftübertragungshülse 34 auf, die mit einer radialen Ringfläche 38 versehen ist, die in Lösestellung am Boden der Ausnehmung 37 anliegt und die bei Betätigung ein Mitnehmen des Innenkolbens 22 vom Außenkolben 21 ermöglicht.

Der Innenkolben 22 ist dabei an einer dem Druckraum 41 abgewandten Stirnseite mit einer kalottenförmigen Ausnehmung 39 versehen, die sich zunächst in einem geringen Abstand vom Ende einer sich bis ins Innere des Außenkolbens 21 hinein erstreckenden Verlängerung 23 des Ventilkolbens 15 befindet. Erreicht der im Druckraum 41 aufgebaute hydraulische Druck einen vorbestimmten Wert, so wird der Innenkolben 22 entgegen der Betätigungsrichtung verschoben, so daß zwischen dem Ende der Verlängerung 23 und dem Innenkolben 22 zu einer Berührung kommt. Gleichzeitig wird in der gleichen Richtung die zweite Kraftübertragungshülse 34 gegen die Wirkung einer sie vorspannenden Feder 33 verschoben, deren anderes Ende sich am Außenkolben 21, vorzugsweise mittels eines Sicherungsringes 40 abstützt. Die feste Positionierung der Feder 33 in der Ausnehmung 37 ermöglicht eine exakte Einstellung der "Springerhöhe" der Ansprechcharakteristik durch Änderung der Einbaulänge bzw. der Federrate der Feder 33.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Betätigungeinheit beschrieben:

Wird das Eingangsglied 4 über das nicht gezeigte Bremspedal in Betätigungsrichtung, in der Zeichnung nach links verschoben, so wird der am Ventilkolben 15 ausgebildete zweite Dichtsitz 11 geöffnet, so daß die Arbeitskammer 7 belüftet wird. Die auf die bewegliche Wand einwirkende pneumatische Druckdifferenz verursacht ein Vorlaufen der Verstärkereinheit 5, 8 in Betätigungsrichtung, bei dem die unter der Wirkung der Druckfeder 14 über das Querglied 17 sich am Verstärkergehäuse 3 bzw. am Dichtring 16 abstützende Hülse 13 stehen bleibt.

Dabei wird der Außenkolben 21 in den Druckraum 41 des Hauptbremszylinders 2 verschoben, wobei durch den darin sich aufbauenden hydraulischen Druck eine Reaktionskraft entsteht, die über den Innenkolben 22, den Ventilkolben 23, 15 sowie das Eingangsglied 4 auf das nicht gezeigte Bremspedal übertragen wird. Die Druckfeder 14 hält die Hülse 13 und somit den Ventilkörper bzw. das Tellerventil 12 so lange in der Ausgangsposition, bis die Hülse 13 über das Querglied 17 vom Anschlag 18 am Steuergehäuse 8 mitgenommen wird. Hierdurch wird vor einer weiteren Pedalbewegung ein definiertes Druckmittelvolumen in die Bremsanlage verschoben, das durch den Abstand "a" zwischen dem Querglied 17 und dem Anschlag 18 am Steuergehäuse 8 definiert ist.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuergehäuse 8 zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem Führungsteil 25 größeren Durchmessers sowie einem vorderen Steuergehäuseteil 26, die teleskopartig ineinander geführt sind. Das aus dem Verstärkergehäuse 3 herausragende Führungsteil 25 ist in dem im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnten Gleitdichtring 16 geführt, während die bewegliche Wand 5 am Steuergehäuse-Vorderteil 26 angeordnet ist. Die beiden gegeneinander abgedichteten Steuergehäuseteile 25, 26 machen eine Relativbewegung zueinander und zwar beim Ansprechen des Gerätes, und wenn das Gerät in seine hintere Stellung zurückgelaufen ist. Während der gesamten sonstigen Funktion stehen die Steuergehäuseteile 25, 26 relativ zueinander still. Die den ersten Dichtsitz 10 des Steuerventils 9 tragende, im Steuergehäuse-Vorderteil 26 verschiebbar geführte Hülse 13 ist mit einem radial sich erstreckenden Kraftübertragungsglied 29 versehen, das in der Lösestellung sich an einem am Führungsteil 25 angeformten radialen Kragen 28 abstützt, der am Gleitdichtring 16 axial anliegt. Eine zwischen der Hülse 13 und dem Steuergehäuse-Vorderteil 26 eingespannte Druckfeder 27 drückt gleichzeitig die beiden Steuergehäuseteile 25, 26 auseinander. Die Begrenzung der Relativbewegung der beiden Steuergehäuseteile 25, 26 übernimmt ein im Führungsteil 25 eingeschobenes Anschlagteil 30, das in der Lösestellung sich im Abstand "b" von einer am Vorderteil 26 ausgebildeten Anschlagfläche 31 befindet.

Wird nun das Steuerventil 9 im Sinne der Belüftung der Arbeitskammer 7 betätigt, so läuft das Steuergehäuse-Vorderteil 26 auf den Hauptbremszylinder 2 zu vor, während das Führungsteil 25 mit der unter der Wirkung der Druckfeder 27 daran abgestützten Hülse 13 in der Ausgangsposition stehen bleibt. Während des Vorlaufens des Vorderteils 26 wird die Bremsanlage auf die bereits beschriebene Weise vorgefüllt, bis das Führungsteil 26 mit der Hülse 13 durch den Eingriff der Anschlagfläche 31 mit dem Anschlagteil 30 mitgenommen werden. Das in die Bremsanlage verschobene Vorfüllvolumen ist demnach durch den Abstand "b" zwischen dem Anschlagteil 30 und der Anschlagfläche 31 am Vorderteil 26 definiert.

Bezugszeichenliste

1 Bremskraftverstärker
2 Hauptbremszylinder
3 Verstärkergehäuse
4 Eingangsglied
5 bewegliche Wand
6 Unterdruckkammer
7 Arbeitskammer
8 Steuergehäuse
9 Steuerventil
10 Dichtsitz
11 Dichtsitz
12 Ventilkörper
13 Hülse
14 Druckfeder
15 Ventilkolben
16 Gleitdichtung
17 Querglied
18 Anschlag
19 Führungsrippe
20 Kolben
21 Außenkolben
22 Innenkolben
23 Verlängerung
24 Kraftübertragungshülse
25 Führungsteil
26 Vorderteil
27 Druckfeder
28 Kragen
29 Kraftübertragungsteil
30 Anschlagteil
31 Anlagefläche
32 Hauptzylindergehäuse
33 Feder
34 Kraftübertragungshülse
35 Abstützplatte
36 Dichtmanschette
37 Ausnehmung
38 Ringfläche
39 Ausnehmung
40 Sicherungsring
41 Druckraum

Claims

1. Betätigungseinheit für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, bestehend aus einem pneumatischen Bremskraftverstärker, vorzugsweise einem Unterdruck-Bremskraftverstärker, sowie einem ihm wirkungsmäßig nachgeschalteten Hauptbremszylinder, wobei das Bremskraftverstärkergehäuse durch eine bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer unterteilt ist und ein mittels eines Eingangsgliedes betätigbares, in einem Steuergehäuse angeordnetes Steuerventil vorgesehen ist, dessen erster Dichtsitz im Steuergehäuse und dessen zweiter Dichtsitz an einem mit dem Eingangsglied zusammenwirkenden Ventilkolben ausgebildet sind und mit einem Ventilkörper zusammenwirken, während ein im Hauptbremszylinder einen Druckraum begrenzender Kolben zweiteilig ausgebildet ist und aus einem mit der beweglichen Wand in kraftübertragender Verbindung stehenden Außenkolben und einem im Außenkolben abgedichtet geführten, relativ zum Außenkolben begrenzt verschiebbaren, durch das Eingangsglied direkt betätigbaren Innenkolben besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtsitz (10) getrennt vom Steuergehäuse (8) gegenüber diesem begrenzt verschiebbar ausgeführt ist und während eines vorher bestimmbaren Betätigungshubs des Steuergehäuses (8) bzw. der beweglichen Wand (5) an einem verstärkergehäusefesten Anschlag (19) gehalten wird.

2. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtsitz (10) an einer im Steuergehäuse (8) abgedichtet verschiebbar geführten Hülse (13) ausgebildet ist, die in Schließrichtung des Steuerventils (9) vorgespannt ist.

3. Betätigungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (13) mit einem am Steuergehäuse (8) ausgebildeten Anschlag (18) zusammenwirkt, von dem sie nach dem vorher bestimmbaren Betätigungshub mitgenommen wird.

4. Betätigungseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Rückkehrbewegung des Ventilkolbens (15) begrenzendes, mit dem verstärkergehäusefesten Anschlag (16) zusammenwirkendes Querglied (17) vorgesehen ist, an dem die Hülse (13) axial anliegt.

5. Betätigungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Querglied (17) mit dem Anschlag (18) in Eingriff bringbar ist.

6. Betätigungseinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Querglied ((17) in Lösestellung an einem das Steuergehäuse (8) gegenüber dem Verstärkergehäuse (3) abdichtenden Gleitdichtring (16) anliegt.

7. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (8) zweiteilig ausgebildet ist und aus einem sich am Verstärkergehäuse (3) abstützenden Führungsteil (25) sowie einem darin geführten, die bewegliche Wand (5) tragenden Vorderteil (26) besteht, die gegeneinander abgedichtet axial begrenzt bewegbar, teleskopartig ineinander geführt sind, wobei das Vorderteil (26) unter Zwischenschaltung einer Druckfeder (27) mittels der darin geführten Hülse (13) am Führungsteil (25) abgestützt ist.

8. Betätigungseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (25) einen an einem das Führungsteil (25) gegenüber dem Verstärkergehäuse (3) abdichtenden Gleichtdichtring (16) anliegenden radialen Kragen (28) aufweist und daß die Hülse (13) mit einem radial sich erstreckenden Kraftübertragungsglied (29) versehen ist, das am Kragen (28) direkt anliegt.

9. Betätigungseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bewegung der beiden Steuergehäuseteile (25, 26) durch ein im Führungsteil (25) angeordnetes Anschlagteil (30) begrenzt wird, das mit einer in axialem Abstand im Vorderteil (26) ausgebildeten Anschlagfläche (31) in Eingriff bringbar ist.

10. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (13) radiale Führungsrippen (19) aufweist, die der Führung des Ventilkolbens im Bereich der Dichtsitze (10, 11) dienen.

11. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (15) eine bis ins Innere des Außenkolbens (21) sich erstreckende axiale Verlängerung (32) aufweist, und daß der Innenkolben (22) an einer im Außenkolben (21) begrenzt verschiebbar angeordneten, mittels einer am Außenkolben (21) abgestützten Feder (33) vorgespannten Kraftübertragungshülse (34) anliegt und in einem axialen Abstand vom Ende der Verlängerung (32) angeordnet ist.

13. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtsitze (10, 11) in der Lösestellung des Bremkraftverstärkers (1) am Ventilkörper (12) anliegen.