DE9015412U1 - Pneumatischer Bremskraftverstärker - Google Patents

Description

WUESTHOFF & WUESTHOFF

PATENT· UND RECHTSANWÄLTE

PATENTANWÄLTE

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

FRANZ WUESTHOFF, DR ING. FREDA WUESTHOFF, DR.PHIL (1927-1956) E. FREIHERR VON PECHMANN, DR. DIPLCHEM.

Lucas KOP-9023 dieter Behrens, dring.

JÜRGEN BRANDES, DR. DIPL-CHEM.

1G-66 077 Rupert goetz, dipl ing.dipl-wirtsch.-ing.

AXEL VON HELLFELD, DR. DlPL-PHYS.

09.11.1990 RECHTSANWALT

GERT WÜRTENBERGER

SCHWEIGERSTRASSE 2 D-8000 MÜNCHEN 90

TELEFAX (089) 663936 TELEX 524070 TELEFON (089) 662051

Pneumatischer Bremskraftverstärker

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bremskraftverstärker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Bremskraftverstärker ist beispielsweise aus der EP-A-0327997 bekannt. Dort ist der erste ringförmige Ventilsitz im Inneren des Ventilgehäuses, etwa in der Mitte zwischen dessen Enden, angeordnet und hat einen Durchmesser, der nur wenig größer als der halbe Außendurchmesser des Ventilgehäuses ist. Radial innerhalb dieses Ventilsitzes ist im Ventilgehäuse ein Kolben angeordnet, der am Betätigungsglied befestigt ist und den zweiten Ventilsitz trägt. Der beiden Ventilsitzen gemeinsam zugeordnete Ventilkörper ist vollständig innerhalb des Ventilgehäuses angeordnet, über eine Feder am Betätigungsglied abgestützt und durch eine elastische Manschette mit einem hinteren Endbereich des Ventilgehäuses dicht verbunden. Der ringförmige Zwischenraum zwischen den beiden Ventilsitzen ist durch einen mehrfach abgewinkelten Kanal mit der hinteren der beiden Kammern des Verstärkergehäuses verbunden. Rings um den äußeren Ventilsitz ist innerhalb des Ventilgehäuses ein schmaler Ringraum ausgebildet, der durch einen Kanal mit der vorderen Kammer im Verstärkergehäuse verbunden ist. Jede dieser beiden Kammern ist, da es sich um einen Bremskraftverstärker in Tandembauweise handelt, mit je

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einer weiteren Kammer im Verstärkergehäuse ständig verbunden. Dementsprechend soll, wenn hier und im folgenden von zwei Kammern die Rede ist, offenbleiben, ob nur zwei einzelne Kammern vorgesehen sind, oder zwei in Tandembauweise angeordnete und miteinander verbundene Gruppen von Kammern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatischen Bremskraftverstärker mit einer Ventilbaugruppe der genannten Gattung derart weiterzubilden, daß er auf Bewegungen des Betätigungsgliedes rascher anspricht als bekannte gattungsgemäße Bremskraftverstärker.

Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Damit wird erreicht, daß bei gegebener Gesamtgröße des Bremskraftverstärkers und insbes. seiner Ventilbaugruppe größere Strömungsquerschnitte für die Luft zur Verfügung stehen, die bei Betätigung des Bremskraftverstärkers in eine der beiden Verstärkerkammern zu strömen hat, um ein Druckgefälle zwischen den beiden Kammern aufzubauen, und die unmittelbar nach der Betätigung von der einen Kammer in die andere zu strömen hat, um einen Druckausgleich zu erzielen. Wegen der im Vergleich zu bekannten Bremskraftverstärkern vergrößerten Strömungsquerschnitte werden für den Druckaufbau und für den Druckausgleich im Bremskraftverstärker unter sonst gleichen Bedingungen kürzere Zeiten benötigt als bei bekannten gattungsgemäßen Bremskraftverstärkern.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen, jeweils in axialem Schnitt:

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Fig. 1 einen Vakuum-Bremskraftverstärker mit einer erfindungsgemSßen Ventilbaugruppe, unbetätigt, bei angelegtem Vakuum;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, jedoch vor dem Anlegen des Vakuums;

Fig. 3 die Ventilbaugruppe wie in Fig. 1, unbetätigt, bei angelegtem Vakuum;

Fig. 4 die Ventilbaugruppe bei normaler Bremsbetätigung ; und

Fig. 5 die Ventilbaugruppe unmittelbar nach einer Bremsbetätigung.

Der dargestellte Bremskraftverstärker 10 hat zwei Gehäuseteile 12 und 14, die in bezug auf eine Achse A im wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet sind und an ihrem äußeren Rand eine Membran 16 zwischen sich eingespannt halten. Die Membran 16 bildet zusammen mit einer starren Stützplatte 18 eine bewegliche Wand; durch diese erstrecken sich parallel zur Achse A Verbindungsstangen 20 hindurch, welche die Gehäuseteile 12 und 14 miteinander verbinden und durch je einen Faltenbalg 22 gegen die bewegliche Wand 16, 18 abgedichtet sind. Die bewegliche Wand 16, 18 unterteilt den Innenraum des Gehäuses 12, 14 in zwei Kammern 24 und 26, von denen die in üblicher Einbaulage vordere Kammer 24 ständig mit einer Vakuumquelle, beispielsweise mit der Saugleitung eines Ottomotors, verbunden ist und die hintere Kammer 26 durch eine Ventilbaugruppe 28 wahlweise mit der vorderen Kammer 24 oder mit der Umgebungsluft verbindbar ist.

Zur Ventilbaugruppe 28 gehört ein rohrförmiges Ventilgehäuse 30, das in bezug auf die Achse A im wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet und in seinem vorderen Endbereich mit der beweglichen Wand 16, 18 fest und dicht verbunden ist. Das Ventilgehäuse 30 hat eine radial äußere

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hintere Kante, die einen ringförmigen ersten Ventilsitz bildet. An der Außenseite des Ventilgehäuses 30 sind Längsrippen 33 ausgebildet, die achsparallel oder leicht gewendelt sein können.

Ein zweiter, ebenfalls ringförmiger Ventilsitz 34 von größerem Durchmesser ist gleichachsig mit dem ersten Ventilsitz 32 am hinteren Ende einer Hülse 36 ausgebildet, die rings um das Ventilgehäuse 30 angeordnet ist. Die Hülse 36 ist an den Längsrippen 33 des Ventilgehäuses 30 aixal verschiebbar geführt und zentriert. Zum Betätigen der Ventilbaugruppe 28 erstreckt sich von hinten her ein stangenförmiges Betätigungsglied 38 in das Ventilgehäuse 30 hinein. Das Betätigungsglied 38 ist längs der Achse A verstellbar und läßt sich in üblicher Weise mit dem Bremspedal eines Kraftfahrzeugs verbinden.

Beiden Ventilsitzen 32 und 34 ist ein gemeinsamer becherförmiger Ventilkörper 40 zugeordnet, dessen hinteres Ende flanschartig nach außen umgebogen ist. Der Ventilkörper kann, abhängig von seiner Stellung, zusammen mit dem ersten Ventilsitz 32 einen radial inneren Ringraum 42 innerhalb des Ventilgehäuses 30 von einem ringförmigen Zwischenraum 44 zwischen dem Ventilgehäuse 30 und der Hülse 36 trennen, und er kann zusammen mit dem zweiten Ventilsitz 34 einen ringförmigen Außenraum 46 vom Zwischenraum 44 trennen. Der radial innere Ringraum 42 ist an die vordere Kammer 24, der ringförmige Zwischenraum 44 an die hintere Kammer 26 angeschlossen. Der Außenraum 46 steht über einen Filter 48 in einem ringförmigen Lufteinlaß 50 ständig mit der Umgebung in Verbindung.

Der Ventilkörper 40 ist durch eine Manschette 52 aus Gummi oder einem Elastomeren mit einem Innenrohr 54 dicht verbunden, das im Ventilgehäuse 30 einstückig ausgebildet

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ist. Das Ventilgehäuse 30 ist durch eine erste Kegelfeder 56, die sich an einer Schulter 58 des Betätigungsgliedes 38 abstützt, nach vorne vorgespannt. Von der Schulter 58 aus weiter hinten, jedoch noch axial einwärts vom Lufteinlaß 50, ist in eine Ringnut des Betätigungsgliedes 38 ein Ring 60 eingerastet, an dem sich eine zweite Kegelfeder 62 abstützt. Durch diese ist der Ventilkörper 40 in Richtung zu den beiden Ventilsitzen 32 und 34 hin vorgespannt. Das vordere Ende des Betätigungsgliedes 38 ist kugelgelenkig mit einem Kolben 64 verbunden, der in einer axial durchgehenden zentralen Stufenbohrung 66 des Ventilgehäuses 30 verschiebbar geführt ist.

Vom radial äußeren Rand des Lufteinlasses 50 erstreckt sich ein Faltenbalg 68 bis zu einem Kragen 70, der am hinteren Gehäuseteil 14 ausgebildet ist und in einer Ringnut 72 zur dichten Befestigung des Faltenbalges 68 endet. Auf diese Weise ist der Außenraum 46 rings um das Ventilgehäuse 30 gegen das Eindringen von Schmutz und ungefilterter Luft geschützt. Innerhalb dieses Außenraumes 46 ist die Hülse 36 angeordnet und durch eine Ringdichtung 74 gegen den Kragen 70 abgedichtet, ohne dadurch an Bewegungen längs der Achse A gehindert zu sein. Die Hülse 36 kann gemäß Fig. 1 durch eine am Gehäuseteil 14 abgestützte Feder 76 nach hinten, in Richtung zum Ventilkörper 40, vorgespannt sein.

Der Kolben 64 hat eine Ringnut 78 und einen Kolbenkopf 80. In die Ringnut 78 ist ein ungefähr haarnadelförmiges übertragungsglied 82 fest und spielfrei eingerastet. Vom Kolben 64 erstreckt sich das übertragungsglied 82 radial mit axialem Spiel durch eine Aussparung 84 im Ventilgehäuse 30 und weiter durch eine Aussparung 86 in der Hülse 36 hindurch bis annähernd zur Innenwand des Kragens 70. Dort ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein

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ringförmiger Anschlag 88 ausgebildet, der die Bewegung des Übertragungsgliedes 82, und somit des Kolbens 64, nach hinten begrenzt. Wenn das Übertragungsglied 82 sich, wie dargestellt, ohne axiales Spiel durch die Aussparung 86 in der Hülse 36 erstreckt und somit die Hülse 36 spielfrei mit dem Betätigungsglied 38 verbindet, ist die Feder 76 entbehrlich. Die Feder 76 ist jedoch zweckmäßig, weil der Aufwand für eine völlig spielfreie Verbindung der Hülse 36 mit dem Betätigungsglied 38 beispielsweise aus fertigungstechnischen Gründen unerwünscht sein kann.

Im vorderen Endbereich des Ventilgehäuses 30 ist ein Kraftabgabeglied 90 mittels einer topffpörmigen Halterung 92 befestigt. Zwischen dem Kolben 64 und dem Kraftabgabeglied 90 ist ein Elastomerkörper 94 angeordnet, der im übrigen vom Ventilgehäuse 30 umschlossen ist und einen Kraftübersetzer zwischen dem Betätigungsglied 38 und dem Kraftabgabeglied 9 0 bildet. Die gesamte Baugruppe, zu der die bewegliche Wand 16, 18 und das Ventilgehäuse 30 gehören, ist von einer Rückstellfeder 96 nach hinten vorgespannt.

Solange in der vorderen Kammer 24 des Bremskraftverstärkers 10 das vorgesehene Vakuum nicht wirksam ist, beispielsweise vor dem Anlassen des Motors des zugehörigen Kraftfahrzeugs, nehmen die beweglichen Teile des Bremskraftverstärkers 10 und der Ventilbaugruppe 28 die aus Fig. 2 ersichtliche Stellung ein. Der Ventilkörper 40 liegt am ersten Ventilsitz 32, nicht aber am zweiten Ventilsitz 34 an; die hintere Kammer 26 ist somit über den ringförmigen Zwischenraum 44 zwischen Ventilgehäuse 30 und Hülse 36 mit dem Außenraum 46 und weiter über den Filter 48 mit der Umgebung verbunden. Die Verbindung zwischen den beiden Kammern 24 und 26 ist unterbrochen.

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Wenn nun, beispielsweise durch Anlassen des erwähnten Ottomotors, in der vorderen Kammer 24 ein Unterdruck entsteht, wird die bewegliche Wand 16, 18 zusammen mit dem Ventilgehäuse 30 gegen den anfangs geringen Widerstand der Rückstellfeder 96 um ein kleines Stück vorwärtsbewegt, während das Betätigungsglied 38 samt Stößel 36 seine Ruhestellung beibehält. Der Ventilkörper 40, der bisher gemäß Fig. 2 nur an dem ersten Ventilsitz 32 angelegen hat, legt sich infolgedessen auch an den zweiten Ventilsitz 34 an. Es stellt sich ein Gleichgewichtszustand gemäß Fig. 1 und 3 ein, in dem die vordere Kammer 24 in dem von der Vakuumquelle bestimmten Ausmaß evakuiert ist, und in der hinteren Kammer 26 ein Druck herrscht, der etwas größer als der Druck in der vorderen Kammer 24, jedoch deutlich geinger als der Atmosphärendruck ist. Der Bremskraftverstärker 10 ist nun bereit, auf eine Vorwärtsbewegung des Betätigungsgliedes 38 ohne weitere Verzögerung zu reagieren und einen nicht dargestellten Hauptbremszylinder zu betätigen, auf den das Kraftabgabeglied 90 in üblicher Weise einwirkt.

Sobald das Bremspedal niedergedrückt und dadurch das Betätigungsglied 38 vorwärtsgeschoben wird, trennt sich der zweite Ventilsitz 34 gemäß Fig. 4 vom Ventilkörper 40. Dieser liegt nun mit der vollen Kraft der beiden Kegelfedern 56 und 62 ausschließlich am ersten Ventilsitz 32 an und trennt dadurch die beiden Kammern 24 und 26 vollständig dicht voneinander, während Umgebungsluft, die durch den Filter 48 hindurch angesaugt wird, über den Außenraum 46 und den ringförmigen Zwischenraum 44 in die hintere Kammer 26 gelangt, die bewegliche Wand 16, 18 samt Ventilgehäuse 30 und Kraftabgabeglied 90 vorwärtsschiebt und dadurch den angeschlossenen Hauptbremszylinder betätigt.

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Wenn nach einer Bremsbetätigung das Bremspedal freigegeben wird, stellen sich vorübergehend die in Fig. 5 abgebildeten Verhältnisse ein; der Ventilkörper 40 ist vom ersten Ventilsitz 32 abgehoben und liegt dicht am zweiten Ventilsitz 34 an. Die hintere Kammer 26 ist infolgedessen von der Umgebung getrennt und mit der vorderen Kammer 24 verbunden, so daß ein Druckausgleich stattfindet und die beweglichen Bauteile in die Gleichgewichtsstellung gemäß Fig. 1 und 3 zurückkehren.

Claims (5)

1. WUESTHOFF & WUESTHCFF

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   Schutzansprüche

   1. Pneumatischer Bremskraftverstärker (10) mit

   - einem Verstärkergehäuse (12, 14), das durch eine bewegliche Wand (16, 18) in zwei Kammern (24, 26) unterteilt ist, die an Quellen unterschiedlichen Druckes anschließbar sind,

   - einer Ventilbaugruppe (28) zum Steuern des Druckes in den Kammern (24, 26) mit

   - einem ersten ringförmigen Ventilsitz (32) an einem Ventilgehäuse (30), das mit der beweglichen Wand axial verstellbar ist,

   - einem zweiten ringförmigen Ventilsitz (34), der mindestens annähernd konzentrisch zum ersten Ventilsitz (32) an einem Bauteil ausgebildet ist, das mit dem Betätigungsglied (38) in bezug auf das Ventilgehäuse (30) axial verstellbar ist, und

   - einem Ventilkörper (40), der

   - in einer betriebsbereiten Stellung (Fig. 1 und 3) des Bremskraftverstärkers (10) an beiden Ventilsitzen (32, 34) anliegt,

   - in einer vorgeschobenen Stellung (Fig. 4) des Betätigungsgliedes (38) nur gegen den ersten Ventilsitz (32) abdichtet, wodurch die beiden Kammern (24, 26) voneinander getrennt sind und eine von ihnen mit einem Lufteinlaß (50) verbunden ist, und

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   - in einer zurückgezogenen Stellung (5) des Betätigungsgliedes (38) nur gegen den zweiten Ventilsitz (34) abdichtet, wodurch die Kammern (24, 26) miteinander verbunden und vom Lufteinlaß (50) getrennt sind, dadurch gekennzeichnet , daß

   - der erste Ventilsitz (32) von einer radial Süßeren Kante an einem Ende des Ventilgehäuses (30) gebildet ist,

   - der zweite Ventilsitz (34) an einer rings um das Ventilgehäuse (30) angeordneten Hülse (36) ausgebildet ist und

   - zwischen dem Ventilgehäuse (30) und der Hülse (36) ein ringförmiger Zwischenraum (44) gebildet ist, über den eine Kammer (26) des Bremskraftverstärkers (10) mit dem Lufteinlaß (50) verbindbar ist.
2. 2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet , daß die Hülse (36) an Längsrippen (33) des Ventilgehäuses (30) geführt und zentriert ist.
3. 3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Hülse (36) mit dem Betätigungsglied (38) durch ein übertragungsglied (82) verbunden ist, das mit einem Anschlag (88) am Verstärkergehäuse (12, 14) die betriebsbereite Stellung des Bremskraftverstärkers (10) festlegt.
4. 4. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Hülse (36) mit dem Betätigungsglied (38) in axialer Richtung spielfrei verbunden ist.
5. 5. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Hülse (36) mit dem Betätigungsglied (38) mit Spiel in axialer Richtung verbunden und durch eine am Ventilgehäuse (30) abgestützte Feder (76) in Richtung zum Ventilkörper (40) vorgespannt ist.