DE3338458C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen vakuumbetriebenen Bremskraftver­ stärker nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Herkömmliche vakuumbetriebene Bremskraftverstärker weisen in der Regel ein Gehäuse auf, in dem sich eine axial bewegliche Wand befindet, die im Gehäuse hin und her bewegbar ist und das Innere des Gehäuses in zwei Kammern unterteilt. Mittels der beiden Kammern kann auf den entgegengesetzten Seiten der beweglichen Wand eine Druckdifferenz erzeugt werden, die zur Folge hat, daß die bewegliche Wand vom höheren Druck in Richtung zum niedrigen Druck verschoben wird. Ein der­ artiger vakuumbetriebener Bremskraftverstärker umfaßt außer­ dem ein Steuerventil, das über das Bremspedal betätigt wird und das die Stärke des Unterdrucks steuert, der auf die eine Seite der axial beweglichen Wand einwirkt. Die axial beweg­ liche Wand ist in der Regel mit dem Hauptbremszylinder einer hydraulischen Bremsanlage des Kraftfahrzeuges derart verbun­ den, daß dann, wenn an der beweglichen Wand die Druck­ differenz wirkt und somit eine Bewegung der beweglichen Wand erzwungen wird, Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder in die hydraulische Bremsanlage verdrängt wird, damit die Radbremsen des Fahrzeuges angelegt werden.

Bei der Konstruktion von Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge ist es zweckmäßig, den vakuumbetriebenen Bremskraftverstärker derart auszubilden, daß die Ansprechphase, in der der Fahrer das Bremspedal bewegt und über das Steuerventil die Strömungsverbindung zwischen den beiden Seiten der axial beweglichen Wand unterbricht, auf ein Minimum verkürzt ist.

Es ist bereits ein Bremskraftverstärker der eingangs genannten Art bekannt (DE 30 42 096 A1), bei dem ein Querglied vorgesehen ist, das mit Spiel sowohl im Steuerventilkolben als auch im Steuerventilgehäuse sitzt und das in Anlage an das Gehäuse des Bremskraftverstärkers derart gelangen kann, daß in der Bremslösestellung der Unterdruckventilsitz vom Tellerventil nur um eine minimale Strecke abgehoben ist. Dieser bekannte Bremskraftverstärker hat den Nachteil, daß der mögliche Leer­ weg nicht vollständig auf null verkürzt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Brems­ kraftverstärker für eine Kraftfahrzeugbremsanlage zu schaffen, bei dem die Ansprechphase der Bremsbetätigung auf null verkürzbar ist und bei dem eine unmittelbare Beauf­ schlagung einer Seite der beweglichen Wand mit höherem Druck erfolgt, wenn der Fahrer das Bremspedal bewegt, um das Steuer­ ventil des Bremskraftverstärkers zu betätigen.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Bremskraftverstärker erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Vorzugsweise ist die Einlage als das Tellerventil in axialer Richtung verlängernde Hülse ausgebildet, welche die Aus­ nehmungen oder Öffnungen aufweist, in die sich die einander parallelen Arme des gabelförmig gestalteten Quergliedes hin­ ein erstrecken, wobei sich die freien, über die Einlage in radialer Richtung nach außen zu hervorstehenden Enden des Quergliedes durch den im Steuerventilgehäuse angeordneten Schacht hindurch erstrecken und in der Bremslösestellung an einem ortsfesten Dichtring des Unterdruckgehäuses angeschlagen.

Mit Vorteil weisen die Ausnehmungen oder Öffnungen in der Einlage eine solche Breite auf, daß das Querglied diese mit Spiel durchgreift und den ungehinderten Luftdurchtritt in radialer Richtung gestattet.

Die hülsenförmige Einlage ist an ihrem dem Bremspedal zuge­ kehrten Ende mit sich radial erstreckenden Armen oder einem Flansch ausgestattet, der im gummielastischen Werkstoff des Tellerventils zumindest teilweise eingebettet ist und der die Ventilsitzflächen an der Stirnfläche und/oder die Schulter des Tellerventils versteift.

Vorzugsweise ist die Breite des Schachtes so bemessen, daß in Bremslösestellung bei Anlage des Quergliedes am ortsfesten Dichtring beiderseits des Quergliedes ein Spiel zwischen dem Steuerventilgehäuse einerseits und dem Querglied andererseits verbleibt.

Die an der Einlage vorgesehene Aussparung für das Querglied ist dabei als eine an dem Steuerventilkolben zugekehrten Ende der Einlage vorgesehene umlaufende Nut oder Einkerbung ausge­ bildet.

Eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung ist in den Zeichnungen näher dargestellt und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Unterdruckbremskraft­ verstärker ohne den dazugehörigen Hauptbremszylinder (in Lösestellung),

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch das Steuerventil des Unterdruckbremskraftverstärkers gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 einen Schnitt quer durch das Steuerventil des Bremskraftverstärkers mit Seitenansicht des Quer­ gliedes.

Der in Fig. 1 gezeigte Bremskraftverstärker weist ein Unter­ druckgehäuse 1 auf, das durch eine axial bewegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer 4 unterteilt ist. Die axial bewegliche Wand 2 besteht aus einem aus Blech tiefgezogenen Membranteller 5 und einer daran anliegenden flexiblen Membran 6, die zwischen dem äußeren Umfang des Membrantellers 5 und dem Unterdruckgehäuse 1 eine Rollmembra­ ne 7 als Abdichtung bildet.

Ein durch eine Kolbenstange 8 betätigbares Steuerventil 9 weist einen mit der Kolbenstange 8 verbundenen Steuerventil­ kolben 10 auf, der in einem Steuerventilgehäuse 11 Ventil­ öffnungen so steuert, daß die Arbeitskammer 3 in der in Fig. 1 dargestellten, nicht betätigten Stellung (Lösestellung) von der Unterdruckkammer 4 abgetrennt ist, da der Durchgang durch die seitlich im Steuerventilgehäuse 11 verlaufenden Luft­ führungskanäle 12 die stirnseitig am Umfang des Steuerven­ tilgehäuses 11 ausmünden, unterbrochen ist. Bei der Betäti­ gung des Steuerventils 9, d. h. bei einer axialen Verschie­ bung der Kolbenstange 8, bleibt die Verbindung von der Unter­ druckkammer 4 zur Arbeitskammer 3 unterbrochen; die Arbeits­ kammer 3 wird aber mit der Atmosphäre verbunden, so daß sich die bewegliche Wand 2 zur Unterdruckkammer 4 hin bewegt.

Die Bremskraft wird über eine in einer stirnseitigen Vertiefung des Steuerventilgehäuses 11 aufgenommene gummi­ elastische Reaktionsscheibe 13 und über eine Druckstange 14, die einen Kopfflansch 15 aufweist, auf einen Betätigungs­ kolben eines (nicht näher dargestellten) Hauptbremszylinders der Bremsanlage übertragen, der am unterdruckseitigen Ende des Bremskraftverstärkers angebracht ist.

Eine Druckfeder 16, die sich an der einen Innenwand 24 des Unterdruckgehäuses 1 und am Membranteller 5 abstützt, hält die bewegliche Wand 2 in der gezeigten Ausgangsstellung.

Der Membranteller 5 weist ein napfförmiges Nabenteil 17 auf, von dem ein Halteflansch 18 radial nach innen vorspringt und an einer Schulter 19 des Steuerventilgehäuses 11 anliegt.

Im Steuerventilgehäuse 11 ist der Steuerventilkolben 10 derart gehalten und geführt, daß bei einer Verschiebung der Kolbenstange 8 in Pfeilrichtung A (Vollbremsstellung) der Ventilsitz 20 vom Tellerventil 21 abhebt und das Einströmen von atmosphärischer Luft von der Kammer 22 aus, die über einen Filter 23 mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, in den Ringraum 25 gestattet. Der Ringraum 25 seinerseits steht über einen sich radial durch das Steuerventilgehäuse 11 erstreckenden Schacht 26 und einen von einer Nut gebildeten Kanal 38 mit der Arbeitskammer 3 in Verbindung, so daß die atmosphärische Luft bis in die Arbeitskammer 3 einströmt und die axial bewegliche Wand 2 gegen die Kraft der Feder 16 in Richtung auf die Innenwand 24 zu bewegt. Da die axial bewegliche Wand 2 mit dem Steuerventilgehäuse 11 verbunden ist, bewegt sich auch die Druckstange 14 nach links und beaufschlagt den nicht näher dargestellten Hauptbremszylinder, der mit Hilfe der Schraubbolzen 27 am Flansch 28 des Unter­ druckgehäuses 1 befestigt ist. Wird nun die Kolbenstange 8 in ihrer Ausgangsstellung entgegen der Pfeilrichtung A durch die Kraft der Rückzugsfeder 45 zurückbewegt (Rücklauf), so setzt sich der Ventilsitz 20 des Steuerventilkolbens 10 wieder auf das Tellerventil 21 auf und schließt damit den Luftdurchgang von der Kammer 22 zum Ringraum 25 und damit zur Arbeitskammer 3 ab. Der Steuerventilkolben 10 bewegt sich dabei so weit nach rechts, daß das Tellerventil 21 mit seiner Schulter 29 vom Ventilsitz 30 des Steuerventilgehäuses 11 abhebt und eine Verbindung von der Arbeitskammer 3 über den Schacht 26 bzw. den Kanal 38 und den Ringraum 25 zum Ringraum 31 und von hier aus über den Luftführungskanal 12 zur Unterdruckkammer 4 herstellt.

Infolge des Druckausgleichs zwischen der Unterdruckkammer 4 und der Arbeitskammer 3 bewegt sich die axial bewegliche Wand 2 zusammen mit dem Steuerventilgehäuse 11 so lange nach rechts, bis das Querglied 32 am gehäusefesten Dichtring 33 anschlägt und der Durchgang zwischen dem Ventilsitz 30 und der Schulter 29 des Tellerventils 21 geschlossen wird (Lösestellung).

Das Querglied 32 umgreift den Hals 34 des Steuerventilge­ häuses 11 teilweise mit Hilfe seiner Arme 35, 36 und ist mit Hilfe eines Stiftes 37 gegen radiales Verschieben am Steuer­ ventilgehäuse 11 gesichert. In axialer Richtung, also in Pfeilrichtung A (bzw. entgegengesetzter Pfeilrichtung A) ist das Querglied 32 um ein genau vorher bestimmtes Maß, das sich aus der Breite b des Schachtes 26 und der Dicke f des Quer­ gliedes 32 ergibt, gegenüber dem Steuerventilgehäuse 11 verschiebbar. Mit der Verschiebbarkeit des Quergliedes 32 ist auch der maximale Öffnungsweg des Tellerventils 21 relativ zu den beiden Ventilsitzen 20 und 30 vorherbestimmt, da die Bewegung der Schulter 29 des Tellerventils 21 mit der Breite g der Öffnungen 50 der hülsenförmigen Einlage 39 festgelegt ist.

Damit ein möglicher Leerweg an der Kolbenstange 8 völlig ausgeschaltet oder aber genau begrenzt ist, ist die Schulter 29 des Tellerventils 21 mit einer starren Einlage 39 armiert, so daß in der in Fig. 2 gezeigten Bremslösestellung sich die Stirnfläche 40 am hauptzylinderseitigen Ende der Schulter 29 des Tellerventils 21 nicht weiter als dargestellt gegenüber dem Steuerventilgehäuse 11 nach rechts zu verschieben kann.

Um sicherzustellen, daß das Tellerventil 21 in der Brems­ stellung, d. h. wenn die Kolbenstange 8 in Pfeilrichtung A verschoben ist (Vollbremsstellung), fest mit seiner Schulter 29 am Ventilsitz 30 anliegt, ist eine Druckfeder 41 vorge­ sehen, deren eines Ende sich an der Schulter 42 der Kolben­ stange 8 abstützt und deren anderes Ende über ein Flanschteil 43 das Tellerventil 21 im Schließsinne gegen den Ventilsitz 30 drückt. Sofort nach Bremsbetätigung, d. h. sobald sich die Kolbenstange im Betätigungssinne (nach links) bewegt, wird der Ventildurchgang zwischen der Stirnfläche 40 und dem Ventilsitz 20 des Steuerventilkolbens 10 geöffnet; eine Folgebewegung der Schulter 29 des Tellerventils 21 gegenüber dem Ventilsitz 30 des Steuerventilgehäuses 11 kann dabei nicht stattfinden, da die am Ventilsitz 30 anliegende Schulter 29 dafür Sorge trägt, daß die Stirnfläche 40 exakt in der Lage relativ zum Steuerventilgehäuse 11 verbleibt, in der sie sich auch in der Bremslösestellung befindet.

In der Rücklaufstellung, d. h. wenn das Steuerventilgehäuse 11 sich entgegen der Pfeilrichtung A bewegt, kann die Rückzugsfeder 45 über die Kolbenstange 8 und den Steuer­ ventilkolben 10 die Schulter 29 des Tellerventils 21 so weit nach rechts drücken, daß sich die Schulter 29 des Teller­ ventils 21 vom Ventilsitz 30 abhebt. Sobald jedoch das Quer­ glied 32 bei der Rücklaufbewegung des Steuerventilgehäuses 11 am ortsfesten, d. h. am fest mit dem Unterdruckgehäuse 1 verbundenen Dichtring 33 anschlägt, wird auch der Durchgang zwischen dem Ventilsitz 30 und der Stirnfläche 40 der Schulter 29 über die Einlage (39) geschlossen.

Der guten Übersichtlichkeit wegen sind die vier wesentlichen Arbeitsphasen nachstehend nochmals charakterisiert.

• a) Lösestellung: Das Querglied 32 liegt am ortsfesten Dichtring 33 an. Das Tellerventil 21 liegt mit seiner Schulter 29 am Ventilsitz 30 an und mit seiner Stirnfläche 40 am Ventilsitz 20. Das Querglied 32 hat Spiel im Schacht 26; liegt jedoch fest an der Einlage 39 an und zieht diese nach links.
• b) Vollbremsstellung: Das Querglied 32 hat keinen Kontakt mehr mit dem Dichtring 33. Die Feder 41 drückt das Tellerventil auf den Ventilsitz 30. Der Steuerventilkolben 10 ist von der Stirnfläche 40 über die Kolbenstange 8 abgehoben. Das Steuerventilgehäuse 11 hat sich nach links bewegt.
• c) Teilbremsstellung: Diese Stellung gleicht der Vollbrems­ stellung, allerdings hat sich der Steuer­ ventilkolben 10 mit seinem Dichtsitz 20 wieder auf die Stirnfläche 40 aufgesetzt.
• d) Rücklaufstellung: Die Kolbenstange 8 hat über den Steuer­ ventilkolben 10 das Tellerventil 21 gegen die Kraft der Feder 41 vom Ventilsitz 30 abgehoben. Das Querglied 32 hat noch keine Berührung mit dem Dichtring 33, hat sich jedoch im Schacht 26 nach rechts bewegt.

Claims (6)

1. Vakuumbetriebener Bremskraftverstärker, mit einem Unter­ druckgehäuse (1), das durch eine axial bewegliche Wand (2) in eine Arbeitskammer (3) und eine Unterdruckkammer (4) unterteilt ist, mit einem durch eine mit dem Brems­ pedal verbundene Kolbenstange (8) betätigbaren Steuer­ ventil (9), durch welches die Arbeitskammer (3) wahl­ weise mit der Unterdruckkammer (4) oder mit der Atmo­ sphäre verbindbar ist, mit einem das Steuerventil (9) aufnehmenden Steuerventilgehäuse (11), das mit der axial beweglichen Wand (2) in Wirkverbindung steht und das in seinem Inneren einen ersten Ventilsitz (30) aufweist, mit einem im Steuerventilgehäuse (11) geführten Steuer­ ventilkolben (10), der mit der Kolbenstange (8) verbun­ den ist und der auf seiner pedalseitigen Stirnseite einem zweiten Ventilsitz (20) aufweist, mit einem über eine Feder (41) vorgespannten Tellerventil (21), das an seinem dem Steuerventilkolben (10) zugekehrten Ende eine mit dem ersten Ventilsitz (30) und dem zweiten Ventil­ sitz (20) zusammenwirkende Stirnfläche (40) aufweist und das mit einer starren Einlage (39) armiert ist, sowie mit einem Querglied (32), das mit Spiel einen im Steuer­ ventilgehäuse (11) vorgesehenen, sich quer zur Längsachse erstreckenden Schacht (26) durchgreift und dessen äußeres, über die Umfangsfläche des Steuerventilgehäuses (11) hervorstehendes Ende in der Bremslösestellung am Unterdruckgehäuse (1) anschlägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (39) des Tellerventils (21) ein über die Stirnfläche (40) in axialer Richtung hervorstehendes Teil aufweist, das zumindest eine Aussparung oder Öffnung (50) enthält, in die das Querglied (32) eingreift.

2. Vakuumbetriebener Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (39) als das Tellerventil (21) in axialer Richtung ver­ längernde Hülse ausgebildet ist, welche die Ausnehmungen oder Öffnungen (59) aufweist, in die sich die einander parallelen Arme (35, 36) des gabelförmig gestalteten Quergliedes (32) hinein erstrecken, wobei sich die freien, über die Einlage (39) in radialer Richtung nach außen zu hervorstehenden Enden des Quergliedes (32) durch den im Steuerventilgehäuse (11) angeordneten Schacht (26) hindurch erstrecken und in der Bremslöse­ stellung an einem ortsfesten Dichtring (33) des Unter­ druckgehäuses (1) anschlagen.

3. Vakuumbetriebener Bremskraftverstärker nach den An­ sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen oder Öffnungen (50) in der Einlage (39) eine solche Breite (g) aufweisen, daß das Querglied (32) diese mit Spiel (g-f) durchgreift und den ungehin­ derten Luftdurchtritt in radialer Richtung gestattet.

4. Vakuumbetriebener Bremskraftverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmige Einlage (39) an ihrem dem Bremspedal zuge­ kehrten Ende mit sich radial erstreckenden Armen oder einem Flansch ausgestattet ist, der im gummielastischen Werkstoff des Tellerventils (21) zumindest teilweise eingebettet ist und der die Ventilsitzflächen an der Stirnfläche (40) und/oder die Schulter (29) des Teller­ ventils (21) versteift.

5. Vakuumbetriebener Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Breite (b) des Schachtes (26) so bemessen ist, daß in Bremslösestellung bei Anlage des Quergliedes (32) am ortsfesten Dichtring (33) beider­ seits des Quergliedes (32) ein Spiel zwischen dem Steuerventilgehäuse (11) einerseits und dem Querglied (32) andererseits verbleibt.

6. Vakuumbetriebener Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die an der Einlage (39) vorgesehene Aussparung für das Querglied (32) als eine an dem Steuerventilkolben (10) zugekehrten Ende der Ein­ lage (39) vorgesehene umlaufende Nut oder Einkerbung ausgebildet ist.