DE2811865A1 - Membran-tandembremskraftverstaerker - Google Patents

Description

Membran-Tandembremskraftverstärker

Es wird ein Membran-Tandembremskraftverstärker angegeben, der zwei mit Membranen verbundene Kolben aufweist, die in axialer Richtung verschiebbar sind und dazu dienen, die durch Muskelkraft aufbringbare Bremskraft zu verstärken. Die beiden mit den Membranen verbundenen Kolben sind durch eine Feder untereinander verbunden, welche zugleich verhindert, daß ein Luftventil unbeabsichtigt umgedreht wird.

Die Erfindung betrifft Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, insbesondere Ilembran-Tandembremskraftverstärker für Fahrzeugbremsanlagen. Bei Fahrzeugbremsanlagen ist der Raum, in dem der Bremskraftverstärker untergebracht werden kann, insbesondere in radialer Richtung des Gehäuses stark beschränkt; die Längsabmessungen des Bremskraftverstärkers sind dagegen keinen derartig starken Beschränkungen unterworfen. Um die radialen Abmessungen eines Bremskraftverstärkers kleinzuhalten, sind schon Membran-Tandembremskraftverstärker häufig verwendet worden.

Ein derartiger Membran-Tandembremskraftverstärker mit einer ersten Membran und einer zweiten Membran ist in der US-PS 3 6o3 2o8 beschrieben. Dort sind die Membranen über Bolzen und Muttern miteinander verbunden. Diese Art der Verbindung läßt sich

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auf der einen Seite nur schwierig herstellen und ist darüber hinaus teuer, da gesonderte Bolzen und Muttern benötigt werden. Bei dem Bremskraftverstärker nach der US-PS 3 6o3 2o8 ist ferner eine in der Zeichnung nicht dargestellte Feder vorgesehen, die zwischen zwei Abschnitten einer Nabe angeordnet ist und dazu dient, ein Umdrehen eines Ventiles bei seiner Betätigung zu verhindern.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Bremskraftverstärker der eingangs geschilderten Art geschaffen werden, der einen einfachen Aufbau aufweist, sich preisgünstig herstellen läßt und zuverlässig arbeitet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Bremskraftverstärker nach Anspruch 1. Bei ihm erfüllt die Feder zwei Aufgaben: Sie verhindert ein Verdrehen des Ventiles und dient gleichzeitig dazu, die beiden Membranabsehnitte miteinander zu verbinden, ohne daß weitere Verbindungsmitttel benötigt würden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert: In dieser zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch einen Bremskraftverstärker; Fig, 2 einen transversalen Schnitt durch einen Teil des Brems-

kraftverstärkers nach Fig. 1 längs der Linie A-A; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einiger Teile eines zweiten Bremskraftverstärkers in auseinandergezogener Darstellung; und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines

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BremskraftVerstärkers ähnlich zu Fig. 2.

Der in Fig. 1 gezeigte Membran-Tandembremskraftverstärker hat ein Gehäuse, das aus zwei Schalenabschnitten 1 und 2 besteht.Die Schalenabschnitte sind durch eine Drehverriegelung miteinander verbunden. Der Schalenabschnitt 1 hat eine mittige Öffnung, in der eine Dichtung Aufnahme findet. Der Schalenabschnitt 2 ist mit einer ähnlichen mittigen Öffnung versehen, in welcher eine Dichtung 16 Aufnahme findet, die als Staubabdeckung dient. Ein Wulst 3a einer ersten Membran 3 ist zwischen einem Befestigungskörper 5 und eine radiale Anschlagfläche des Schalenabschnittes 1 eingespannt. Innerhalb des Schalenabschnittes 2 ist ein becherförmiges Teil 4 angeordnet, das fest mit dem Befestigungskörper 5 verbunden ist. Ein Wulst 6a einer zweiten Membran 6 ist fest mit dem offenen Ende des becherförmigen Teiles 4 verbunden. Die erste Membran 3 ist mit einer ersten bewegbaren Wand 7 sowie einem ersten Kolben 8 verbunden, wobei letzterer beim inneren Rand der Membran angebracht ist. In ähnlicher Weise ist die zweite Membran 6 fest mit einer zweiten bewegbaren Wand 9 und einem zweiten Kolben Io verbunden, wobei letzterer wieder beim inneren Rand der Membran liegt.

Auf diese Weise ist das Gehäuse des Bremskraftverstärkers in vier Kammern 11, 12, 13 und 14 unterteilt. Die erste Kammer 11 liegt zwischen der Innenwand des Schalenabschnittes 1 und der ersten Membran 3 und ist über eine Öffnung 33 ständig mit einer Unterdruckquelle verbunden. Die zweite Kammer 12 liegt zwischen der ersten Membran 3 und dem becherförmigen Teil 4. Die dritte Kammer 13 liegt zwischen dem becherförmigen Teil 4 und der

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zweiten Membran 6, während die vierte Kammer 14 durch die zweite Membran 6 und den Schalenabschnitt 2 begrenzt ist.

In der Zeichnung ist mit 15 ein Lagerkörper bezeichnet, durch welchen eine außenliegende Umfangsflache des zweiten Kolbens lü verschiebbar gelagert ist. Die Dichtung 16 ist ebenfalls vom Lagerkörper 15 getragen, und zwar derart, daß sie luftdicht an der Außenfläche des Kolbens 10 anliegt.

Eine weitere Dichtung 17 ist zwischen dem becherförmigen Teil 4 und der außenliegenden Mantelfläche des ersten Kolbens 8 angeordnet und sorgt für eine Abdichtung zwischen diesen Teilen.

Eine Verbindungsstange 18 erstreckt sich vom zweiten Kolben 10 nach außen und ist mit einem Bremspedal oder dergleichen verbunden. Durch axiales Verlagern der Verbindungsstange 18 wird der Bremskraftverstärker betätigt. Das innenliegende Ende der Verbindungsstange 18 ist mit einem kugelförmiger. Kopf 19 versehen, der in eine Sackbohrung eines Tauchkolbens 22 eingreift. Innerhalb des zweiten Kolbens 10 ist eine scheibenförmige Platte 23 angeordnet, die durch eine Feder 24 in der Zeichnung nach links vorgespannt ist. Die scheibenförmige Platte 23 weist eine Dichtung 25 auf, deren innenliegende Fläche 26 als Ventilsitz für den Ventilkörper 27 eines Belüftungsventils dient. Die den Ventilsitz darstellende Fläche liegt strömungsmitteldicht an einer Stirnfläche 22a des Tauchkolbens 22 an.

Mit 21 ist ein Gehäuseteil bezeichnet, das in einer abgesetzten Bohrung des ersten Kolbens 8 und einer Bohrung des zweiten KoI-

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bens 10 angeordnet ist. Der Tauchkolben 22 ist in einem verminderten Durchmesser aufweisenden Abschnitt des Gehäuseteiles 21 angeordnet. In dem großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt des Gehäuseteiles 21 ist ein Reaktionskörper 28 angeordnet, der aus elastischem Material, z.B. Gummi gefertigt ist. Durch eine Feder 29 ist das Gehäuseteil 21 in der Zeichnung nach rechts vorgespannt, so daß ein nach innen verlaufendes rechtes Ende 30 des ersten Kolbens 8 zwischen dem großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt des Gehäuseteiles 21 und dem links gelegenen Ende des Kolbens 10 gehaltert werden kann. In der ersten Kammer 11 ist eine Feder 31 angeordnet, durch welche der erste Kolben 8 in Richtung auf den zweiten Kolben 10 vorgespannt ist.

Eine Druckstange 32 ist an ihrem in der Zeichnung links gelegenen Ende mit einem nicht dargestellten Kolben eines Hauptbremszylinders verbindbar und ist an ihrem in der Zeichnung rechts gelegenen Ende mit dem Gehäuseteil 21 verbunden.

In dem zweiten Kolben 10 ist ein Kanal 36 ausgebildet, durch welchen die dritte Kammer 13 mit der vierten Kammer 14 verbunden ist, was über einen Kanal 36a und einen Spalt 39 erfolgt, der durch die Innenwand des zweiten Kolbens 10 und die den Ventilsitz für den Ventilkörper bildende Fläche 26 begrenzt ist.

Die vierte Kammer 14 steht über einen im ßefestigungskörper 5 ausgebildeten Kanal 37 in Strömungsmittelverbindung zur zweiten Kammer 12. Die erste Kammer 11 und die dritte Kammer 13 stehen über Kanäle 51 und 5 2 miteinander in Strömungsmittelverbindung, welche im ersten Kolben 8 ausgebildet sind.

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In dem Gehäuseteil 21 ist ein hinterschnittener Abschnitt 35 ausgebildet, in welchem eine gabelförmige Feder 40 angeordnet ist. Die Feder 40 ist ferner in eine Ausnehmung 34 eingesetzt, die im zweiten Kolben 10 vorgesehen ist. Der gabelähnliche Abschnitt 40a der Feder 40 nimmt einen Abschnitt22b des Tauchkolbens 22 auf, welcher verminderten Durchmesser hat. Dies ist am besten aus Fig. 2 ersichtlich.

Der verminderten Durchmesser aufweisende Abschnitt 22b des Tauchkolbens 22 hat so große axiale Abmessung, daß der Tauchkolben 22 zum Öffnen und Schließen des Ventiles in axialer Richtung verlagert werden kann. Der gabelförmige Abschnitt 40a der Feder 40 begrenzt eine weitere axiale Bewegung des Tauchkolbens 22 dadurch, daß er an Schultern anschlägt, die auf den großen Durchmesser aufweisenden Abschnitten des Tauchkolbens 22 ausgebildet sind. Das nach innenjver laufende Ende 30 des ersten Kolbens 8 wird durch die Feder 40 zwischen dem Gehäuseteil 21 und dem zweiten Kolben 10 gehalten, wobei die Feder 40 zwischen den zweiten Kolben 10 und das Gehäuseteil 21 eingesetzt ist.

Der oben beschriebene Bremskraftverstärker arbeitet wie folgt:

Wird die Verbindungestänge 18 durch Betätigen des Bremspedales nach links bewegt, so wird auch der Tauchkolben 22 nach links bewegt» Zugleich wird die Dichtung 25 unter der Vorspannkraft der Feder 38 nach links bewegt, wodurch die den Ventilsitz des Belüftungsventiles darstellende Fläche 26 der Dichtung 25 in Anlage am rechtsgelegenen Ende 22a des Tauchkolbens 22 gehalten wirdο Dieses Bewegen der Dichtung 25 nach links wird dann be-

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hindert, wenn die den Ventilsitz darstellende Fläche 26 in Anlage an der Innenwand des zweiten Kolbens 10 ist. ilierdurch wird die Strömungsmittelverbindung zwischen der dritten Kammer 13 und der vierten Kammer 14 unterbrochen.

Ein weiteres Bewegen des Tauchkolbens 22 nach links führt dazu, daß das Anliegen der einen Ventilsitz darstellenden Fläche 26 am rechts gelegenen Ende 22a des Tauchkolbens 22 beendet wird, wodurch vom offenen Ende des zweiten Kolbens 10 her über Luftfilter 50 und den Kanal 36a Luft in die vierte Kammer 14 eingeführt wird. Die Luft, die in die vierte Kammer 14 gelangt, wird über den Kanal 37 auch in die zweite Kammer 12 geleitet. Dann werden zwischen der ersten Kammer 11 und der zweiten Kammer 12 sowie der dritten Kammer 13 und der vierten Kammer 14 Druckunterschiede aufgebaut. Infolge dieser Druckunterschiede wird der fest mit der ersten Membran 3 verbundene Kolben 8 und der fest mit der zweiten Membran 6 verbundene zweite Kolben 10 nach links in Bewegung gesetzt. Das durch die Feder 40 mit dem zweiten Kolben 10 verbundene Gehäuseteil 21 wird ebenfalls nach links bewegt, wodurch die Druckstange 32 des HauptbremsZylinders ebenfalls nach links bewegt wird. Auf diese Weise baut der Hauptbremszylinder den Bremsdruck zum Anlegen der Bremsen auf. Durch den auf die Druckstange 32 ausgeübten Reaktionsdruck wird der elastische Reaktionskörper 28 verformt, so daß er am Tauchkolben 22 anschlägt ο Auf diese Weise wird eine Reaktionskraft erzeugt, die ejnsr Öffnungsbewegung des Belüftungsventiles durch die Verbindungsstange 18 entgegenwirkt. Ist die gewünschte Bremswirkung erreicht„ so wird die Bewegung der Verbindungs-

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stange 18 unterbrochen. Danach kommt das in der Zeichnung rechts gelegene Ende des Tauchkolbens 22 in Anlage an die einen Ventilsitz bildende Fläche 26, und hierdurch wird ein weiterer Zustrom von Luft in die vierte Kammer 14 unterbunden.

Soll die vom Bremskraftverstärker bereitgestellte Kraft verkleinert werden, so wird die auf die Verbindungsstange 18 ausgeübte Kraft vermindert. Durch den Reaktionskörper 28 und die Feder

24 wird dann über den Tauchkolben 22 die Fläche 26 der Dichtung

25 von der innenliegenden Seitenwand des zweiten Kolbens 10 abgehoben. Hierdurch wird der in der vierten Kammer 14 und der in der zweiten Kammer 12 herrschende Druck vermindert. Nimmt man die auf die Verbindungsstange 18 ausgeübte Kraft völlig weg, so kann der Ventilkörper 27 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückkehren, so daß in allen vier Kammern 11, 12, 13 und 14 wieder derselbe Unterdruck eingestellt wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform der Einrichtung zum Verbinden der beiden Kolben miteinander. Eine Feder 140 hat einen gabelförmigen Abschnitt 140a, der sich ungefähr bis zum außenliegenden Rand eines verminderten Durchmesser aufweisenden Abschnittes des Gehäuseteils 121 nach oben erstreckt. Letzterer ist mit zwei seitlichen Schlitzen 135 versehen, in welchen der gabelförmige Abschnitt 140a der Feder 140 Aufnahme findet. Der Tauchkolben 122 hat einen Abschnitt 122b mit vermindertem Durchmesser, der die beiden Innenwände des gabelförmigen Abschnittes 140a aufnehmen kann. Durch die Feder 14o ist das Ausmaß der axialen Bewegung des Tauchkolbens 122 begrenzt.

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Claims (5)

Patentanwälte 281186 Dipl. Ing. H. !-iauck Dipl. PIv:. \'L Schmitz Dipl. Ir.c·. Ξ. Grsalfs Dipl. I;: ;. V". Dipl. Pa Dr.-Ii:_- VA D G π ε- r t ε t ο η 3 i π g KAzrc. :r:-o^3 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha 1, Asahi-Machi 2-chome Anwaltsakte M-4 5 29 Kariya City, Aichi Pref. (Japan) 15. März 197 8 Membran-Tandembremskraftverstärker

1.) Membran-Tandembremskraftverstärker, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1, 2); eine erste Membran (3) und eine zweite Membran (6), die im Gehäuse im Abstand voneinander angeordnet sind; eine Trennwand (4, 5), die zwischen den beiden Membranen angeordnet ist und in dem Gehäuse eine erste Kammer (11), eine zweite Kammer (12), eine dritte Kammer (13) und eine vierte Kammer (14) abteilt; einen ersten Kolben (8), der an der ersten Membran (3) befestigt ist und axial zusammen mit dieser verschiebbar ist; einen zweiten Kolben (10), der an der zweiten Membran (6) befestigt ist und zusammen mit dieser axial verschiebbar ist; einen ersten Strömungsmittelkanal (51, 52) , der in dem ersten Kolben ausgebildet ist und eine Strömungsmittelverbindung zwisehen der ersten und der dritten Kammer herstellt, wobei die erste Kammer in Verbindung mit einer Unterdruckquelle steht; einen zweiten Strömungsmittel-

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kanal (37), eier in der Trennwand ausgebildet ist und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der zweiten Kammer und der vierten Kammer herstellt; einen dritten Strömungsmittelkanal (36, 36a), der in dem zweiten Kolben ausgebildet ist und eine Strömungsmitte lverbindung zwischen der dritten Kammer und der vierten Kammer herstellt; eine Ventilanordnung, die in dem dritten Strömungsmittelkanal angeordnet ist und die Strömungsraittelverbindung zwischen der dritten Kammer und der vierten Kammer unterbrechen kann und unter atmosphärischem Druck stehendes Strömungsmittel zur vierten Kammer leiten kann, wodurch zwischen der ersten und zweiten Kammer sowie der dritten und vierten Kammer Druckunterschied"!^ aufgebaut werden können; einen durch den Fahrer von Hand bedienbarenJBetätigungskörper (18) für die Ventilanordnung; einen Tauchkolben (22) der Ventilanordnung, der mit dem Betätigungskörper antriebsmäßig verbunden ist und innerhalb des ersten Kolbens in axialer Richtung bewegbar ist; ein Gehäuseteil, das in dem ersten und dem zweiten Kolben angeordnet ist und den Tauchkolben in seinem Inneren aufnimmt; und eine Feder (4o), die in dem zweiten Kolben angeordnet ist und sich zum Tauchkolben und dem Gehäuseteil hin erstreckt,derart, daß das Gehäuseteil am zweiten Kolben festgehalten wird, wobei ein Ende des ersten Kolbens zwischen dem Gehäuseteil und dem zweiten Kolben angeordnet ist, so daß die beiden Kolben durch die Feder miteinander verbunden sind.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (3o) des ersten Kolbens sich in radialer Richtung nach innen erstreckt, so daß es zwischen dem Gehäuse-

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teil und dom zweiten Kolben liegt.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder einen gabelförmigen Abschnitt aufweist, der sich in einen verminderten Durchmesser aufweisenden Abschnitt (22b) des Tauchkolbens (22) hineinerstreckt und so ein Irenen des letzteren verhindert.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruc.i 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Lnde des Tauchkolbens antriebsmäßig mit dem vom Fan ro r oedienbaren Jetätigungsk jrper verbunden ist und na.; andere linde des Tauchkolbens riit einem Autrlebsglied (32) antriebsmäßig verbunden ist.

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tauchkolben und dem Abtriob.sqliei: ein elastisches Reaktionsteil (28) angeordnet ist, über v/elcaes ein Reaktionsdruck auf den vom Fahrer bedienbaren Betätigungsk"3rper übertragen wird.