WO1999041123A1

WO1999041123A1 - Bremskraftverstärker für kraftfahrzeuge

Info

Publication number: WO1999041123A1
Application number: PCT/EP1999/000827
Authority: WO
Inventors: Horst Krämer
Original assignee: Continental Teves Ag & Co. Ohg
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 1999-08-19
Also published as: DE19805841A1; EP1053154B1; EP1053154A1; DE59901541D1; JP2002502772A; JP4285903B2; US6367364B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, mit einem Verstärkergehäuse (1), dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand (2) in eine Unterdruckkammer (4) und eine Arbeitskammer (3) unterteilt ist, sowie einem eine auf die bewegliche Wand (2) einwirkende Druckdifferenz steuernden, in einem die bewegliche Wand (2) tragenden Steuergehäuse (5) angeordneten Steuerventil (12), das aus mindestens zwei konzentrisch zueinander angeordneten Dichtsitzen (15, 16) sowie einem Ventilkörper (10) besteht, welcher im Steuergehäuse (5) einen pneumatischen Raum (17) begrenzt, der mit dem in der Arbeitskammer (3) herrschenden pneumatischen Druck beaufschlagbar ist. Der Kern der Erfindung liegt darin begründet, daß der Ventilkörper (10) mit wenigstens zwei Dichtlippen (50, 51) unterschiedlichen Durchmessers versehen ist, welche den pneumatischen Raum (17) im Steuergehäuse (5) begrenzen und daß die von der Durchmesserdifferenz beeinflußte wirksame pneumatische Fläche des Raumes (17) im wesentlichen mit der zwischen den beiden Dichtsitzen (15, 16) begrenzten pneumatischen Fläche übereinstimmt.

Description

Bremskraftverstarker für Kraf fahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstarker für Kraftfahrzeuge mit einem Verstarkergehause, dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer unterteilt ist, sowie einem eine auf die bewegliche Wand einwirkende Druckdifferenz steuernden Steuerventil, das aus mindestens zwei konzentrisch zueinander angeordneten Dichtsitzen sowie einem Ventilkorper besteht .

Ein derartiger Bremskraftverstarker ist z.B. aus der EP 655039 bekannt. Der Ventilkorper dieses Bremskraftverstarkers begrenzt im Steuergehause einen pnaumatischen Raum, der mit dem in der Arbeitskammer herrschenden pneumatischen Druck beaufschlagbar ist. Zu diesem Zweck ist ein pneumatischer Kanal zwischen dem pneumatischen Raum und der Arbeitskammer vorgesehen, welcher im Bereich einer Dichtflache des Ventilkorpers angeordnet ist.

Grundsätzlich besitzt der bekannte Bremskraftverstarker ein befriedigendes Betriebsverhalten, weil es der pneumatische Raum ermöglicht, eine Verringerung der Differenz zwischen der Ansprechkraft des Bremskraftverstarkers und der am Ventilkolben wirkenden Ruckstellkraft zu erreichen, so daß bei einer gleichbleibenden Ansprechkraft eine Erhohrung der Ruckstellkraft oder bei einer gleichbleibenden Ruckstellkraft eine Verringerung der Ansprechkraft möglich ist. Somit wird eine Verbesserung der Hysterese des erfmdungsgemaßen Bremskraftverstarkers erreicht. Das grundsätzlich positive Betriebsverhalten des Bremskraftverstarkers erstreckt sich jedoch nicht auf alle Betriebszustande. Beispielsweise besitzt der Ventilkorper bei voll ausgesteuertem Bremskraftverstarker, das heißt bei maximaler Vertarkung, das Bestreben in dem voll ausgesteuertem Zustand zu verharren, weil die an dem Ventilkorper infolge des pneumatischen Raumes angreifende resultierende Kraft das Abtrennen des Vakuumkanals unterstutzt, so daß der Ventilkorper weiterhin in Richtung Dichtsitz gedruckt wird. Der Ventilkorper ist folglich nicht m allen Betπebszustanden vollständig, das heißt ideal, druckausgeglichen .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Bremskraftverstarker mit einem ideal druckausgeglichenen Ventilkorper bereitzustellen, welcher einerseits dem steigenden Kostendruck m der Automobilzuliefenndustrie Rechnung tragt, wobei also insbesondere die Einzelteile einfach hergestellt und montiert werden können und andererseits der beschrankte Bauraum effektiv ausgenutzt wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 dadurch gelost, daß der Ventilkorper mit wenigstens zwei Dichtlippen unterschiedlichen Druchmessers versehen ist, welche den pneumatischen Raum im Steuergehause begrenzen und daß die von der Durchmesserdifferenz beeinflußte wirksame pneumatische Flache des Raumes im wesentlichen mit der zwischen den beiden Dichtsitzen begrenzten pneumatischen Flache übereinstimmt. 3 -

Mit diesen Merkmalen wird auf einfach herstellbarem Wege ein vollständiger Druckausgleich des Steuerventils bewirkt, ohne auf komplizierte Konstruktionen mit schwierigen Montagevorgangen angewiesen zu sein.

Vorteilhaft ist es, wenn die Dichtlippen in axialer Richtung weitgehend mit den Dichtsitzen fluchten. Dies bewirkt eine radial platzparende Bauweise und eine geringe Umlenkung der Luftstrome bei der Belüftung oder Evakuierung, was ein gutes und schnelles Ansprechverhalten des Bremskraftverstarkers ermöglicht .

Gemäß dem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel ist dem Ventilkorper mit den Dichtlippen ein Fuhrungsteil mit zwei konzentrischen Fuhrungsstutzen zugeordnet. Jede der Dichtlippen beaufschlagt federnd eine Kontaktflache eines Stutzens. Diese Maßnahme ist mit dem Vorteil verbunden, daß der Ventilkorper ausschließlich an einem Bauteil in axialer Richtung gefuhrt ist, und nicht wie bei dem Stand der Technik an einem Ventilgehause und einem Fuhrungsteil, was eine sehr präzise Fertigung mit engen Toleranzen, infolge Addition der Toleranzfelder erfordert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus Unteranspruchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Bremskraftverstarker nach dem Stand der Technik im Längsschnitt, teilweise weggebrochen;

Fig. 2 eine Steuergruppe eines bekannten - Bremskraftverstarkers im vergrößerten Maßstab, stark vereinfacht;

Fig. 3 eine Steuergruppe eines erfmdungsgemaßen

Bremskraftverstarkers im Schnitt wie in Figur 2.

Das in Fig. 1 lediglich schematisch angedeutete Verstarkergehause 1 des Bremskraftverstarkers nach dem Stand der Technik ist durch eine axial bewegliche Wand 2 m eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer 4 unterteilt. Die axial bewegliche Wand 2 besteht aus einem aus Blech tiefgezogenen Membranteller 8 und einer daran anliegenden flexiblen Membran 18, die nicht naher dargestellt zwischen dem äußeren Umfang des Membrantellers 8 und dem Verstarkergehause 1 eine Rollmembran als Abdichtung bildet.

Ein durch eine Betatigungsstange 7 betatigbares Steuerventil 12 ist in einem im Verstarkergehause 1 abgedichtet geführten, die bewegliche Wand 2 tragenden Steuergehause 5 untergebracht und besteht aus einem am Steuergehause 5 ausgebildeten ersten Dichtsitz 15, einem an einem mit der Betatigungsstange 7 verbundenen Ventilkolben 9 ausgebildeten zweiten Dichtsitz 16 sowie einem mit beiden Dichtsitzen 15,16 zusammenwirkenden Ventilkorper 10, der mittels einer sich an einem Haltering 21 abstutzenden Ventilfeder 22 gegen die Ventilsitze 15,16 gedruckt wird. Die Arbeitskammer 3 ist mit der Unterdruckkammer 4 über einen seitlich im Steuergehause 5 verlaufenden Kanal 28 verbindbar.

Die Bremskraft wird über eine stirnseitig am Steuergehause 5 anliegende gummielastische Reaktionsscheibe 6 sowie eine 5 -

einen Kopfflansch 23 aufweisende Druckstange 14 auf einen Betatigungskolben eines nicht dargestellten Hauptzylinders der Bremsanlage übertragen, der am unterdruckseitigen Ende des Bremskraftverstarkers angebracht ist. Die an der Betatigungsstange 7 eingeleitete Eingangskraft wird auf die Reaktionsscheibe 6 mittels des Ventilkolbens 9 übertragen.

Eine in der Zeichnung schematisch dargestellte Ruckstellfeder 26, die sich an der unterdruckseitigen Stirnwand des Verstarkergehauses 1 an einem nicht gezeigten Flansch abstutzt, halt die bewegliche Wand 2 in der gezeigten Ausgangsstellung. Außerdem ist eine zweite Druckfeder 27 vorgesehen, die zwischen der Betatigungsstange 7 und einem am Haltering 21 anliegenden, den Ventilkorper 10 am Haltering 21 sichernden Abstutzring 40 angeordnet ist und deren Kraft für eine Vorspannung des Ventilkolbens 9 bzw. seines Ventilsitzes 16 gegenüber dem Ventilkorper 10 sorgt.

Um die Arbeitskammer 3 bei der Betätigung des Steuerventils 12 mit der Atmosphäre verbinden zu können, ist schließlich im Steuergehause 5 ein annähernd radial verlaufender Kanal 29 ausgebildet. Die Ruckkehrbewegung des Ventilkolbens 9 am Ende eines Bremsvorganges wird dabei durch ein Querglied 11 begrenzt, das m der in der Zeichnung gezeigten Losestellung des Bremskraftverstarkers an einem das Steuergehause 5 im Verstarkergehause 1 abgedichtet fuhrenden Gleitdichtnng 13 anliegt .

Bei der, den Stand der Technik detaillierter zeigenden Fig. 2 befindet sich der Ventilkorper m der Losestellung. Der Ventilkorper 10 ist ringförmig ausgebildet und weist eine - 6 -

radiale außenliegende, an der Wandung des Steuergehauses 5 dichtend anliegende erste Dichtlippe 31 sowie eine radial mnenliegende zweite Dichtlippe 32 auf, die mit einem den pneumatischen (Druckausgleichs-) Raum 17 begrenzenden Fuhrungsteil 34 zusammenwirkt. Das gegenüber dem Steuergehause 5 mittels eines O-Rmges 37 abgedichtete Fuhrungsteil 34 dient einerseits der Abstutzung der Kolbenstangenruckholfeder 27 und andererseits der Abstutzung der Ventilfeder 22. Für die Verbindung zwischen dem Druckausgleichsraum 17 und dem Ringraum 24 bzw. der nicht gezeigten Arbeitskammer 3 sorgen ähnlich wie bei Fig. 1 Durchlasse 36 im Ventilkorper 10 sowie Offnungen 33, die in einem den Ventilkorper 10 versteifenden, im Querschnitt U-formig gestalteten Versteifungsring 35 den Durchlassen 36 gegenüberliegend ausgebildet sind.

Gleiche oder übereinstimmende Bauteile sind in Figur 3 mit den Bezugsziffern der Figuren 1 und 2 gekennzeichnet und werden nicht weiter erläutert. Wie die Figur zeigt, besitzt der Ventilkorper 10 eine radial innere Dichtlippe 50 und eine radial äußere Dichtlippe 51, und die beiden Dichtlippen sind auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet. Ferner verdeutlichen in der Zeichnung strichpunktiert vorgenommene Hilfslinien, daß jede der Dichtlippen 50,51 in axialer Richtung weitgehend mit jeweils einem der beiden Dichtsitze 16,15 fluchtet. Axial versetzt zu dem Ventilkorper 10 ist diesem ein Fuhrungsteil 34 mit zwei konzentrisch zueinander angeordneten Fuhrungsstutzen 52, 53 zugeordnet und an jedem der Fuhrungsstutzen 52,53 liegt jeweils eine der Dichtlippen 50,51 an einer Kontaktflache an. Zum Zweck einer vollständigen Fuhrung des Ventilkorpers 10 an beziehungsweise - 7 -

in dem Führungskörper 34 besitzen beide Bauteile einen U- förmigen Querschnitt und die Dichtungslippen 50,51 sind an den Enden von axial abstehenden Schenkeln oder Kragen 54,55 angeordnet. Im einzelnen liegt die radial äußere Dichtlippe 51 zwischen den beiden Führungsstutzen 52,53 und beaufschlagt die Kontaktfläche des äußeren Führungsstutzens 53. Ferner beaufschlagt die radial innere Dichtlippe 50 die Kontaktfläche des ihr zugeordneten radial inneren Führungsstutzens 52. Es bleibt noch hinzuzufügen, daß die beiden Dichtlippen 50,51 in Relation zu den beiden Schenkeln 54,55 schräg nach radial außen abstehen.

Ganz wesentlich für den Druckausgleichseffekt an dem Ventilkörper 10 ist die Anordnung der Dichtlippen 50,51 in Relation zu den Ventilsitzen, so daß die durch die Durchmesserdifferenz zwischen den Dichtlippen 50,51 beeinflusste wirksame pneumatische Fläche des Raumes 17 in Projektionsrichtung auf den Ventilkörper 10 im wesentlichen mit der zwischen den beiden Dichtsitzen 15,16 begrenzten pneumatischen Fläche in Projektionsrichtung auf den Ventilkolben 10 übereinstimmt.

Die Erfindung ist nicht auf den Bremskraftverstarker gemäß dem gezeichneten Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist beispielsweise denkbar, einen fremdangesteuerten Bremskraftverstarker, wie er zur Darstellung des sogenannten Bremsassistenten benutzt wird, mit der beanspruchten Vorrichtung zu versehen, ohne den Grundgedanken zu verlassen.

Claims

Patentansprüche

Bremskraftverstarker für Kraftfahrzeuge, mit einem Verstärkergehäuse (1), dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand (2) in eine Unterdruckkammer (4) und eine Arbeitskammer (3) unterteilt ist, sowie einem eine auf die bewegliche Wand (2) einwirkende Druckdifferenz steuernden, in einem die bewegliche Wand (2) tragenden Steuergehäuse (5) angeordneten Steuerventil (12), das aus mindestens zwei konzentrisch zueinander angeordneten Dichtsitzen (15,16) sowie einem Ventilkörper (10) besteht, welcher im Steuergehäuse (5) einen pneumatischen Raum (17) begrenzt, der mit dem in der Arbeitskammer (3) herrschenden pneumatischen Druck beaufschlagbar ist , dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (10) mit wenigstens zwei Dichtlippen (50,51) unterschiedlichen Druchmessers versehen ist, welche den pneumatischen Raum (17) im Steuergehäuse (5) begrenzen und daß die von der Durchmesserdifferenz beeinflußte wirksame pneumatische Fläche des Raumes (17) im wesentlichen mit der zwischen den beiden Dichtsitzen (15,16) begrenzten pneumatischen Fläche übereinstimmt.

Bremskraftverstarker nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippen (50,51) in axialer Richtung weitgehend mit den Dichtsitzen (15,16) fluchten .

Bremskraftverstarker nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventilkörper (10) mit den Dichtlippen (50,51) ein Führungsteil (34) mit zwei konzentrischen Führungsstutzen (52,53) zugeordnet ist.

4. Bremskraftverstarker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (10) mit den Dichtlippen (50,51) und das Führungsteil (34) mit den Führungsstutzen (52,53) im Querschnitt U-förmig

. sind.

5. Bremskraftverstarker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Dichtlippe (51) zwischen den beiden Stutzen (52,53) angeordnet ist und an der Kontaktfläche des radial äußeren Führungsstutzens (53) anliegt.

6. Bremskraftverstarker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innere Dichtlippe (50) von radial innen an der Kontaktfläche des radial inneren Führungsstutzens (52) anliegt.

7. Bremskraftverstarker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippen (50,51) an axial vorstehenden Schenkeln (54,55) des Ventilkörpers (10) angeordnet sind.

8. Bremskraftverstarker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß - 10

beide Dichtlippen (50,51) bezüglich der Schenkel (54,55) nach radial schräg außen abstehen.