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Die Erfindung betrifft Verbesserungen pneumatischer
Kraftverstärker für Fahrzeugbremsanlagen der Art, bei der eine
Wand in einem Verstärkergehäuse verschiebbar ist, wenn sie
einer Druckdifferenz ausgesetzt ist, um eine
Bremsbetätigungskraft von einem Pedal zu verstärken, die dann einem
Hauptzylinder zugeführt wird.
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Es bestehen Probleme beim Einbau von Kraftverstärkern der
genannten Art in den begrenzten Raum, der im Motorraum von
Kraftfahrzeugen zur Verfügung steht. Daher ist es
wünschenswert, Kraftverstärker zu schaffen, die radial kompakt und in
Kombination mit einem hydraulischen Hauptzylinder auch axial
kompakt sind.
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Aus der EP-A-0 340 059 ist es bekannt, einen Kraftverstärker
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorzusehen.
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Daher betrifft die vorliegende Erfindung Verbesserungen, die
darauf zielen, die radialen und axialen Ausmaße eines
Kraftverstärkers vorgegebener Leistung zu vermindern.
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Gemäß unserer Erfindung weist bei einem Kraftverstärker der
genannten Art ein Gegenhalter zum Aufnehmen der Kraft einer
Rückstellfeder und anderer Belastungen einen Anschlag auf,
der innerhalb des Gehäuses des Kraftverstärkers angeordnet
ist und einen nach innen gerichteten Vorsprung aufweist, mit
dem ein Teil der Ventilanordnung zusammenwirkt und der
hinter einer hinteren Endwand des Gehäuses angeordnet ist,
wobei der Anschlag einen an der Innenfläche eines nach hinten
gerichteten Flansches befestigten kreisförmigen Ring
aufweist, wobei der Vorsprung durch einen nach innen
gerichteten radialen Flansch am hinteren Ende des Rings bestimmt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring durch
Spreizeingriff mit dem nach hinten gerichteten Flansch in Stellung
gehalten ist.
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Die Stellung des Vorsprungs bestimmt die Ruhestellung der
Bauteile der Ventilanordnung und, als Folge davon, die
wirksame axiale Länge des Kraftverstärkers. Darüberhinaus
wird dadurch, daß der Anschlag einen derartigen Eingriff
aufweist, die Konstruktion der Einheit vereinfacht.
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Ferner können wir durch den Anschlag den Durchmesser eines
von der hinteren Endwand des Gehäuses nach hinten ragenden
Flansches vermindern, mit dem Ergebnis, daß der Flansch in
einer Öffnung in einer Trennwand mit entsprechend
reduziertem Durchmesser aufgenommen werden kann. Dies erleichtert
daher den Einbau in einen Motorraum.
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Die Ruhestellung der Bauteile kann durch Mitwirken eines
Splints bestimmt sein, der radial von einem Kolben wegragt,
der Teil der Ventilanordnung ist.
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Der Flansch des Anschlags kann einfache oder doppelte Dicke
aufweisen, um seine Festigkeit zu erhöhen.
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Einige erfindungsgemäße Ausführungsformen sind in den
begleitenden Zeichnungen dargestellt, wobei:
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Figur 1 ein Längsschnitt durch einen
Tandem-Unterdruckkraftverstärker ist;
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Figur 2 ein Längsschnitt durch eine modifizierte
Ventilanordnung für die Verwendung in dem
Kraftverstärker nach Figur 1 ist:
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Figur 3 ein Schnitt durch die Ventilanordnung des
Kraftverstärkers nach Figur 1 ist, die jedoch
eine geänderte Ausführungsform darstellt: und
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Figur 4 eine geänderte Ausführungsform des in Figur 3
dargestellten Splint-Gegenhalters darstellt.
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Der in Figur 1 der Zeichnungen dargestellte pneumatische
Unterdruck-Tandemkraftverstärker weist ein Gehäuse 1 mit
zwei komplementären Schalen 2 und 3 auf, die je eine
gewölbte äußere Form haben. Die beiden Schalen sind an ihren
Umfangsrändern durch eine Verbindung 4 zusammengehalten,
zweckdienlicherweise durch Quetschverbindung oder
dergleichen. Das Innere des Gehäuses ist durch eine ringförmige
Abtrennung 7 in einen vorderen und einen hinteren Raum 5 und 6
aufgeteilt. Die Abtrennung 7 hat außen eine Schürze 8, die
an einem komplementären Bereich der Wand der Schale 3
anliegt und zum Verbindungsring 4 hin gerichtet ist.
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Eine erste bewegbare Wand 9 unterteilt den vorderen Raum 5
in eine vordere Kammer 10 mit konstantem Druck und eine
hintere Kammer 11 mit variablem Druck. In gleicher Weise
unterteilt eine zweite bewegbare Wand 12 den hinteren Raum
in eine vordere Kammer 13 mit konstantem Druck und eine
hintere Kammer 14 mit variablem Druck.
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Die bewegbare Wand 9 weist einen Kolben 15 auf, der von
einer Rollmembran 16 getragen wird. Ein ringförmiger Wulst
17 am äußeren Umfangsrand der Membran 16 sorgt für eine
Abdichtung zwischen der Schale 3 und der Abtrennung 7,
wobei der Wulst 17 durch einen ringförmigen Vorsprung 18 von
doppelter Dicke, der von der Abtrennung 7 nach vorn wegragt
und bezogen darauf auseinandergeht, in Stellung gehalten
wird. Ein ringförmiger Wulst 19 am radial innersten Ende
der Membran 16 wird durch eine zylindrische zentrale Hülse
20 gehalten, die durch eine ringförmige Dichtung 21 am
inneren Ende der Abtrennung 7 mittels eines inneren
Hülsenteils 22 gleitet, das koaxial mit ihr und innerhalb der
Hülse 20 angeordnet ist. Die Hülse 20 und das Hülsenteil 22
bilden eine Hülsen-Unterbaugruppe.
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Bei einer geänderten Ausführungsform ist das innere
Hülsenteil 22 kein getrenntes Bauteil, sondern aus dem Material
des Kolbens 15 tiefgezogen, um eine nach hinten gerichtete
zylindrische Verlängerung zu bilden.
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Die bewegbare Wand 12 weist einen an die Hülse 20 stoßenden
Kolben 25 auf, und das Hülsenteil 22 wird durch eine
Verbindung 24, zweckdienlicherweise durch Quetschverbindung oder
dergleichen, an einem zentralen Nabenteil 31 befestigt. Der
Kolben 25 wird von einer Rollmembran 26 getragen, und ein
ringförmiger Wulst 27 am äußeren Umfangsrand der Membran 26
bildet eine Abdichtung zwischen komplementären Teilen des
ringförmigen Flansches 8 der Abtrennung 7 und den Wänden der
Schalen 2 und 3, wo sie durch die Verbindung 4 verbunden
sind. Ein axial verlaufender, nach hinten gerichteter Wulst
30 am inneren Ende der Membran 26 bildet eine
Dichtverbindung mit der Außenfläche eines zentralen Nabenteils 31, das
von der Schale 2 nach hinten wegragt und ein Gehäuse für
eine Ventilanordnung 32 zum Steuern des Kraftverstärkers
bildet.
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Die bewegbaren Wände 9 und 12 können mit der zentralen Hülse
20 zusammengebaut werden und werden dann in Stellung
gehalten, indem das Hülsenteil 22 durch die Hülse 20 so
eingeführt wird, daß das innere Ende der Wand 9 zwischen dem Ende
der Hülse 20 und einem nach außen gerichteten Flansch am
äußeren Ende des Hülsenteils 22 gehalten ist. Dann wird ein
nach innen gerichteter radialer Flansch am inneren Ende des
Hülsenteils 22 mit dem Nabenteil 31 durch die Verbindung 24,
zweckdienlicherweise durch Quetschverbindung, verbunden.
Dadurch wird eine Einheit gebildet, welche die beiden
bewegbaren
Wände 9 und 12 und das Nabenteil 31 umfaßt, wodurch
ein Gehäuse für die Ventilanordnung 32 gebildet ist.
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Eine Verbindungsstange 33 verläuft axial durch das Gehäuse
und ist neben axial hervorspringenden gegenüberliegenden
Endbereichen mit den beiden Schalen 2 und 3 verbunden. Mit
der Verbindungsstange 33 läßt sich der Kraftverstärker in
einem Motorgehäuse befestigen und eine Befestigung für einen
Hauptzylinder schaffen, so daß er durch die
Verbindungsstange 33 direkt von einer Spritzwand getragen werden kann.
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Die Verbindungsstange 33 ragt durch einen Faltenbalg 34,
dessen voneinander gegenüberliegende Enden um ausgerichtete
Öffnungen in der bewegbaren Wand 12 und der festen
Abtrennung 7 abdichtend angeordnet sind, und wobei die bewegbare
Wand 9 durch eine Balgdichtung 35, die mit der Membran 16
einstückig ist und nach vorn von dieser weg und durch eine
komplementäre Öffnung 36 im Kolben 15 ragt, mit der
Verbindungsstange 33 verbunden ist. Daher schaffen wir ein
einstückiges Teil aus Membran 16 und Balgdichtung 35.
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Das Nabenteil 31 weist eine gestufte äußere Form auf und
ragt vom Gehäuse durch eine abgedichtete Öffnung 40 nach
hinten, in der es über eine kurze Entfernung axial bewegbar
ist. Die Öffnung 40 ist innerhalb eines Flanschbereichs 41
kleineren Durchmessers am äußeren Ende eines inneren
Bereiches 42 größeren Durchmessers ausgebildet; die beiden
Bereiche 41 und 42 sind durch einen radialen Steg 43
miteinander verbunden. Der Außendurchmesser des Flanschbereiches 42
weist einen passenden Durchmesser auf, der in einer
Komplementäröffnung in der Spritzwand des Fahrzeugs aufgenommen
werden kann, gegen die eine ringförmige Lagerfläche 44 durch
Muttern festgeklemmt werden kann, die auf einen
Gewindeabschnitt 45 der Verbindungsstange 33 und einen nach hinten
von der Schale 2 in diametral entgegengesetzter Stellung in
Bezug auf den Gewindeabschnitt 45 ragenden Gewindebolzen
46 geschraubt werden.
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Die Ventilanordnung 32 weist eine pedalbetriebene Stange 50
auf, die an ihrem inneren Ende an ein Tellerventil 51
gekoppelt ist, das einen Kolben aufweist, der in einer axialen
Bohrung 52 im Nabenteil 31 gleitend geführt ist. Das
Ventilteil 51 ist an seinem äußersten Ende mit einem Ventilsitz 54
von zum Teil kugeliger Form ausgebildet. Ein ringförmiger
Ventilkopf 55 am inneren Ende eines biegsamen Ventilteils 56
wird durch eine Feder 57, die gegen eine Schulter 58 an der
Stange 50 stößt, zum Ventilkopf 54 und einem ringförmigen
Ventilkopf 59 am Nabenteil 31 gedrückt. Der Umfangsrand des
Ventilkopfes 55 weist eine Vielzahl von winklig
beabstandeten, axial verlaufenden Rippen 49 auf, welche die Bewegung
des Wulstes 55 innerhalb des Nabenteils 31 erleichtern und
sie im Hinblick auf das Ventilteil 51 zentriert. In die
Ventilanordnung 32 kann Luft durch ein Filter 60 am Außenende
des Nabenteils 31 eintreten, welches einen Anschlag für eine
konische Schraubenfeder 61 bildet, die als Rückstellfeder
für die Stange 50 wirkt, um das Ventilteil 56 gegen einen
Anschlag im Nabenteil 31 zu halten.
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Das Tellerventil 51 weist einen radialen Schlitz 62 auf, und
ein in den Schlitz 62 eingesetzter Splint 63 ragt radial vom
Ventilteil 51 weg. Der Splint 63 ist so angeordnet, daß er
während des Betriebs des Kraftverstärkers eine freie
Verschiebung des Ventilteils 51 bezogen auf das Nabenteil 31
erlaubt, jedoch bei Freigabe des Pedals gegen die Schale 2
stößt, um einen ausgeglichenen Gleichgewichtszustand für die
Ventilanordnung 32 zu bestimmen.
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Die beiden Kammern 10 und 13 mit konstantem Druck sind über
einen Rückschlagventilanschluß 70 in der Wand der Schale 3
an Unterdruck, zweckdienlicherweise den Einlaßkrümmer eines
Fahrzeugs, angeschlossen, wobei die beiden Kammern 10 und 13
durch die Mitte der Hülse 20 und eine Öffnung 71 am inneren
Ende der Hülse 20 ständig miteinander verbunden sind. Bei
normaler unbetätigter Stellung der Bremsen werden die
Kammern 11 und 14 mit variablem Druck durch das Innere der
Balgdichtung 34 und der Ventilanordnung 32 auf einem
geringen athmosphärischem Druck gehalten, da in einer derartigen
Stellung der Ventilkopf 55 den Sitz 59 nur durch den
Eingriff des Sitzes 54 mit dem Ventilkopf 55 in der durch den
Eingriff des Splints 63 mit der Schale 2 bestimmten Stellung
berührt.
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Innerhalb der Bohrung des Hülsenteils 22 ist ein
Preßmetallkern 80 angeordnet. Der Kern 80 weist eine gestufte äußere
Form mit einem nach hinten gerichteten Bohrungsabschnitt 81
mit reduziertem Durchmesser auf, der einen Halt für eine
Gegendruckplatte 82 bildet, durch die der Kolben 51 auf ein
axial verlaufendes Ausgangsteil 83 wirkt. Das Ausgangsteil
83 weist einen vergrößerten Kopf 85 auf, der zwischen der
Gegendruckplatte 82 und einem Rückhalter 84 durch
Spreizeingriff innerhalb der Bohrung des Bereiches 81 mit
vermindertem Durchmesser gehalten ist.
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Der Kern 80 befindet sich im Hülsenteil 22 an zwei axial
beabstandeten Stellungen, die durch am Umfang verlaufende
Rippen 86 und 88 am Kern bestimmt sind. Die innerste Rippe
86 ist durch bogenförmige Bereiche zwischen winklig
beabstandeten Kerben 87 nicht fortlaufend ausgebildet und bildet
einen Anschlag für eine Rückstellfeder 89, die den Kern 80
in einer Ruhestellung gegen das Nabenteil 31 hält. Daher
wird die Ruhestellung für die Bauteile durch den Eingriff
des Splints 63 mit der Schale 2 bestimmt.
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Die Abtriebsstange 83 weist einen Abschnitt 90 mit
Kerbverzahnung neben ihrem äußeren Ende für nicht-drehenden
Splinteingriff mit einem komplementären Eingangsteil eines
fliegend gelagerten Hauptzylinders auf, dessen gestrichelt
dargestellter Körper 91 im inneren Ende des Gehäuses 1 des
Kraftverstärkers abdichtend aufgenommen ist. Das Bauteil des
Hauptzylinders kann durch Drehen eines drehbaren Teils 92 am
freien Ende der Stange 83 eingestellt werden.
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Bei einem bevorzugten Einbauverfahren für den
Kraftverstärker wird die bewegbare Wand 9 in die Schale 3 eingesetzt,
wobei die Hülse 20 das Hülsenteil 22 umhüllt, um eine
Verdickung an der inneren Kante der Membran 16 gegen die Platte
9 zu halten, und wobei sich die Verbindungsstange 33 durch
die Balgdichtung 35 erstreckt. Die Hülse 20 und das
Hülsenteil 22 werden dann miteinander verbunden,
zweckdienlicherweise verschweißt. Dann wird die Abtrennung 7 in das offene
Ende der Schale 3 eingeführt, wobei die Dichtung 21 mit der
Außenfläche der Hülse 20 abdichtend in Eingriff steht, und
die Abtrennung 7 eine Verdickung an der äußeren Kante der
Membran 15 gegen die Wand der Schale 3 hält. Danach werden
der Kern 80 und das die Ventilanordnung 32 enthaltende
Nabenteil 31 in das offene Ende der Schale 3 eingeführt, wobei
der Kern 80 innerhalb des Hülsenteils 22 gleitend
aufgenommen ist, und das Hülsenteil 22 wird am Nabenteil 31
zweckdienlicherweise durch Quetschverbindung befestigt. Die
bewegbare Wand 12 wird in die Schale 3 eingepaßt, wobei eine
Verdickung am inneren Rand der Membran 26 am Hülsenteil 22
und am Nabenteil 31 befestigt ist. Nachdem die Schale 2 in
das offene Ende der Schale 3 eingepaßt ist, wobei der Wulst
27 zwischen komplementären Teilen der beiden Schalen 3 und 2
und dem Flansch 8 eingeklemmt ist, wird der Verbindungsring
4 in das Gehäuse eingepaßt, um die Schalen 2 und 3
miteinander zu befestigen, wodurch die Montage beendet wird.
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Die Montage des Hauptzylinders 91 und des Kraftverstärkers
ist daher axial kompakt.
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Im Betrieb des Kraftverstärkers liegt der Ventilsitz 59
schon am Ventilkopf 55 an, da sich die Ventilanordnung 32
aufgrund des Eingriffs des Splints 63 mit dem radialen Steg
43 im Gleichgewichtszustand befindet. Eine an die Stange
angelegte Bremsbetätigungskraft bewirkt, daß sich der Sitz
54 vom Ventilkopf 55 trennt, mit dem Ergebnis, daß Luft in
die beiden hinteren Räume 11 und 14 eintreten kann, um den
Kraftverstärker zu aktivieren. Danach arbeitet der
Kraftverstärker in bekannter Weise mit den beiden bewegbaren Wänden
9 und 12, die sich in Reihe bewegen, um die an das
Ausgangsteil 83 angelegte Kraft als Reaktion auf die
pedalbetreibende Kraft zu verstärken.
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Bei der in Figur 2 der begleitenden Zeichnungen
dargestellten geänderten Ventilanordnung schafft eine Balgdichtung 100
zwischen der pedalbetriebenen Stange 50 und einem
ringförmigen, an der Schale 2 befestigten Kragen 101 eine Abdichtung.
Der Kragen 101 bildet auch eine Befestigung für einen
radialen Einlaßfilter 102, durch den Luft in das Innere der
Balgdichtung 100 und somit in den Kraftverstärker eintritt. Wir
haben herausgefunden, daß der Kraftverstärker leiser
arbeitet, wenn die Luft in diese Richtung strömt.
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Aufbau und Arbeitsweise der Ventilanordnung gleichen
ansonsten der nach Figur 1, und entsprechende Teile weisen
entsprechende Bezugsziffern auf.
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Damit der Kraftverstärker nach Figur 1 in einer Öffnung in
der Spritzwand kleineren Durchmessers eingebaut werden kann
und dadurch Platz in einer radialen Richtung gespart werden
kann, wie in Figur 3 der Zeichnungen dargestellt, weist die
Schale 2 einen einzigen nach hinten gerichteten ringförmigen
Flansch 105 auf, der sich von der Schale 2 hinweg verjüngt,
und für den Splint 63 ist anstelle des radialen Stegs 43 ein
getrennter Splint-Gegenhalter 106 vorgesehen. Wie
dargestellt, weist der Gegenhalter 106 einen radialen Flansch 107
auf, der sich vom äußeren Ende eines Spreizrings 108 mit
einer Vielzahl von winklig beabstandeten Zähnen 109, die in
einer am Umfang verlaufenden Ausnehmung 110 in der
Innenflä-TEXT FEHLT