DE69303983T2 - Pneumatische Kraftverstärker für Fahrzeugbremsanlagen - Google Patents

Pneumatische Kraftverstärker für Fahrzeugbremsanlagen

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Description

  • 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.
  • 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.
  • Aus der EP-A-0 340 059 ist es bekannt, einen Kraftverstärker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorzusehen.
  • Daher betrifft die vorliegende Erfindung Verbesserungen, die darauf zielen, die radialen und axialen Ausmaße eines Kraftverstärkers vorgegebener Leistung zu vermindern.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Ruhestellung der Bauteile kann durch Mitwirken eines Splints bestimmt sein, der radial von einem Kolben wegragt, der Teil der Ventilanordnung ist.
  • Der Flansch des Anschlags kann einfache oder doppelte Dicke aufweisen, um seine Festigkeit zu erhöhen.
  • Einige erfindungsgemäße Ausführungsformen sind in den begleitenden Zeichnungen dargestellt, wobei:
  • Figur 1 ein Längsschnitt durch einen Tandem-Unterdruckkraftverstärker ist;
  • Figur 2 ein Längsschnitt durch eine modifizierte Ventilanordnung für die Verwendung in dem Kraftverstärker nach Figur 1 ist:
  • Figur 3 ein Schnitt durch die Ventilanordnung des Kraftverstärkers nach Figur 1 ist, die jedoch eine geänderte Ausführungsform darstellt: und
  • Figur 4 eine geänderte Ausführungsform des in Figur 3 dargestellten Splint-Gegenhalters darstellt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Montage des Hauptzylinders 91 und des Kraftverstärkers ist daher axial kompakt.
  • 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.
  • 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.
  • Aufbau und Arbeitsweise der Ventilanordnung gleichen ansonsten der nach Figur 1, und entsprechende Teile weisen entsprechende Bezugsziffern auf.
  • 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

Claims (5)

1. Pneumatischer Kraftverstärker für eine Fahrzeugbremsanlage, bei dem eine Wand (9, 12) in einem Verstärkergehäuse (11) verschiebbar ist, wenn sie einer Druckdifferenz ausgesetzt ist, um eine Bremsbetätigungskraft von einem Pedal zu verstärken, die dann einem Hauptzylinder zugeführt wird, wobei ein Gegenhalter zum Aufnehmen der Kraft einer Rückholfeder und anderer Belastungen einen Anschlag (106) aufweist, der innerhalb des Gehäuses (1) des Kraftverstärkers angeordnet ist und einen nach innen gerichteten Vorsprung (107, 122) aufweist, mit dem ein Teil der Ventilanordnung (32) zusammenwirkt und der hinter einer hinteren Endwand (2) des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Anschlag (106) einen an der Innenfläche eines nach hinten gerichteten Flansches (105) befestigten kreisförmigen Ring aufweist, wobei der Vorsprung durch einen nach innen gerichteten radialen Flansch am hinteren Ende des Rings (106) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (106) durch Spreizeingriff mit dem nach hinten gerichteten Flansch (105) in Stellung gehalten ist.
2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhestellung der Bauteile durch Mitwirken des Splints (63) bestimmt ist, der radial von einem Kolben (51) wegragt, der Teil der Ventilanordnung (32) ist.
3. Kraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizeingriff mit einer am Umfang verlaufenden Ausnehmung (110) erfolgt.
4. Kraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (106) gegen axiale Bewegung in der entgegengesetzten Richtung durch Anstoßen des Teils (106) an die Rippe (121) bzw. das gebogene Teil (111) des Gehäuses (2) weiter gesperrt ist.
5. Kraftverstärker nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (106) doppelte Dicke aufweist.
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