DE3426964C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuumbremskraftverstärker mit einer gegenüber dem Unterdruckgehäuse abgedichteten beweglichen Wand und einer mit einem Bremspedal gekoppelten Kolbenstange zum Betätigen eines Steuerventils, durch welches eine Arbeitskammer des Brennkraftverstärkers wahlweise mit Unterdruck oder höherem Differenzdruck verbindbar ist, wobei das Steuerventil einen in einem Steuerventilgehäuse axial verschiebbaren Steuerventilkolben aufweist, der unter Zwischenschaltung eines Reaktionselements auf das Ende einer Druckstange einwirkt, die den Kolben des Hauptzylinders verschiebt und wobei die Kolbenstange mit einem Gabelkopf verbunden ist, der seinerseits mit dem Bremspedal in Wirkverbindung steht.

Bei herkömmlichen Vakuumbremskraftverstärkern ist die Kolbenstange einstückig ausgebildet und weist an ihrem dem Gerät abgewandten Ende einen Gabelkopf auf, der seinerseits an das Bremspedal angelenkt ist. Wenn der Motor des Fahrzeugs gestartet wird, bewirkt die Ausgangsstellung der Kolbenstange (bei nicht niedergetretenem Bremspedal), daß sich auch der Steuerventilkolben in der Lösestellung befindet und das Steuerventil beide Arbeitskammern miteinander verbindet, so daß sich beiderseits des Verstärkerkolbens Unterdruck einstellt und der Verstärkerkolben von der Gerätefeder in seine Ausgangsstellung an der pedalseitigen Stirnwand des Unterdruckgehäuses gedrückt wird. In dieser Stellung des Verstärkerkolbens sind die Bremsleitungen drucklos, so daß das Fahrzeug ungebremst rollen kann.

Aus der DE-OS 17 80 561 ist ein im wesentlichen dem der eingangs genannten Art entsprechender Vakuumbremskraftverstärker bekannt, der zur Diebstahlsicherung mit einem im Zündschloß eingebauten Ventil zusammenwirkt, das an eine Luftleitung angeschlossen ist, die andererseits mit der Arbeitskammer des Vakuumbremskraftverstärkers verbunden ist. Wird der Zündschlüssel in das Zündschloß eingesteckt, so sperrt das Ventil die Luftleitung ab, während bei Herausziehen des Zündschlüssels das Ventil geöffnet und die Arbeitskammer belüftet wird.

Des weiteren ist durch die europäische Patentanmeldung EP 00 86 087 A2 eine hydraulische Bremsanlage bekannt, deren Bremspedal zur Diebstahlsicherung in seiner bremsenden Stellung mechanisch verriegelbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen herkömmlichen pedalbetätigten Bremskraftverstärker so abzuändern, daß die Arbeitsweise des Verstärkers über eine zusätzliche Vorrichtung beeinflußbar ist. Bei eingeschalteter Vorrichtung soll der Verstärker selbsttätig und unabhängig von der Stellung des Bremspedals eine Vollbremsung bewirken, nachdem der Motor des Fahrzeugs gestartet ist und die Vakuumkammer mit Unterdruck beaufschlagt ist. Die Vorrichtung soll außerdem so ausgebildet sein, daß sie über einen an versteckter Stelle im Fahrzeug angeordneten Schalter bedienbar ist. Insbesondere soll der Verstärker auch bei Geländefahrzeugen einsetzbar sein, um dort als Allrad-Feststellbremsvorrichtung zu wirken. Alle Änderungen am Bremskraftverstärker sollen dabei so beschaffen sein, daß dieser jederzeit gegen ein herkömmliches Gerät austauschbar ist, und zwar ohne daß besondere Veränderungen oder Abänderungen am Fahrzeug oder dem Bremspedal oder dem Bremsgestänge notwendig sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein den Steuerventilkolben bewegender Stößel der Kolbenstange vorgesehen ist, der gegenüber dem Gabelkopf verschiebbar ist, wobei zwischen dem Gabelkopf einerseits und dem Stößel andererseits ein Verriegelungskeil eingeschaltet ist, der im Gabelkopf gehalten und geführt ist und der eine Kulisse, Nase oder Rampe aufweist, die je nach Stellung des Verriegelungskeils den Abstand zwischen dem geräteseitigen Ende des Stößels und dem Gabelkopf verändert. Durch ein Verstellen der Länge der zwischen Gabelkopf und Steuerventilkolben angeordneten Kolbenstange wird erreicht, daß das Steuerventil den Durchgang von der Arbeitskammer zur atmosphärischen Luft öffnet, wenn sich Bremspedal und Kolbenstange in ihren Ausgangsstellungen befinden.

Vorzugsweise ist dazu der die Kulisse, Nase und Rampe aufweisende Verriegelungskeil quer zum Stößel verschiebbar in Ausnehmungen der Arme des Gabelkopfes gelagert, wobei das pedalseitige Ende des Stößels den Verriegelungskeil zumindest teilweise umgreift.

Um eine einfache und genaue Führung des Verriegelungskeils zu erzielen, weist das pedalseitige Ende des im Gabelkopf gehaltenen und geführten, auf den Steuerventilkolben einwirkenden Stößels der Kolbenstange ein Langloch auf, durch das der Verriegelungskeil hindurchgreift, der seinerseits verschiebbar am Gabelkopf gelagert ist.

Mit Vorteil ist der Gabelkopf mit einer sich bis in das Steuergehäuse hineinerstreckenden Hülse ausgestattet, in der der Stößel längsverschiebbar gelagert ist, wobei das als Kugelkopf ausgeformte geräteseitige Ende des Stößels über das Ende der Hülse hervorsteht und in eine kalottenförmige Vertiefung im Steuerventilkolben eingreift.

Zweckmäßigerweise ist der Verriegelungskeil über eine ortsfest am Wagenkasten der Spritzwand oder dem Unterdruckgehäuse des Verstärkers angeordnete Betätigungsvorrichtung, beispielsweise über einen Elektromagneten, verschiebbar.

Ein Elektromagnet hat den Vorteil, daß die notwendigen stromführenden Leitungen und der Schalter zum Ein- und Ausschalten des Elektromagneten auch nachträglich an jedem Fahrzeug problemlos angebracht werden können. Der elektrische Schalter ist vergleichsweise unauffällig und kann so im Bereich des Fahrersitzes angeordnet werden, daß er von Unbefugten nicht ohne weiteres entdeckt werden kann.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist die auf den Verriegelungskeil einwirkende Betätigungsvorrichtung über ein Gestänge oder einen Seilzug bedienbar und weist einen Nocken oder eine Nase auf, die am einen Ende des Verriegelungskeils anliegt und diesen quer zum Stößel gegen die Kraft einer zwischen dem Gabelkopf und dem Verriegelungskeil eingespannten Feder verschiebt.

Es ist klar, daß anstelle einer Vorrichtung, die das herkömmliche, im Steuerventilgehäuse angeordnete mit einem Steuerventilkolben und einem Tellerventil arbeitende Ventil unter Umgehung des Bremsgestänges und des Bremspedals betätigt, auch ein zusätzliches Ventil am Unterdruckgehäuse vorgesehen werden kann. Ein solches zusätzliches Ventil könnte an der pedalseitigen Gehäuseschale angeordnet sein und eine unmittelbare Verbindung der Arbeitskammer mit der Umgebungsluft herstellen. Auch bei einem solchen zusätzlichen, beispielsweise elektromagnetisch betätigbaren Ventil, würde nach dem Starten des Fahrzeugmotors der Bremskraftverstärker eine Vollbremsung einleiten und damit das Fahren durch Unbefugte verhindern, vorausgesetzt, daß der in Frage stehende Bremskraftverstärker "leerwegoptimiert" ist.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in den anhängenden Zeichnungen schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 den Teillängsschnitt durch einen Vakuum-Bremskraftverstärker, bei dem der Gabelkopf, der die Kolbenstange mit dem Bremspedal verbindet, mit einer Keileinrichtung versehen ist, die Teil einer Fahrzeug-Diebstahlsicherung ist,

Fig. 2 den Gabelkopf gemäß Fig. 1 in der Seitenansicht, wobei sich die aus Stößel und Hülse bestehende Kolbenstange in der "Verriegelungsposition" befindet und

Fig. 3 den Gabelkopf gemäß den Fig. 1 und 2 in der Draufsicht.

Der Bremskraftverstärker weist ein aus den Gehäuseschalen 41, 42 bestehendes Unterdruckgehäuse 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 Membrane 6, die nicht näher dargestellt zwischen dem äußeren Umfang des Membrantellers 5 und dem Unterdruckgehäuse 1 eine Rollmembran als Abdichtung bildet.

Ein durch eine von der Hülse 8 und dem Stößel 30, 37 gebildete Kolbenstange betätigbares Steuerventil 9 weist einen mit der Kolbenstange verbundenen Steuerventilkolben 10 auf, der in einem Steuerventilgehäuse 11 Ventilöffnungen in der Weise freigibt, daß die Arbeitskammer 3 in der dargestellten, nicht betätigten Stellung mit der Unterdruckkammer 4 über seitlich im Steuerventilgehäuse 11 verlaufende Luftführungskanäle 12 verbunden ist, die stirnseitig am Umfang des Steuerventilgehäuses 11 ausmünden. Bei einer Betätigung des Steuerventils 9, d. h. bei einer axialen Verschiebung der Kolbenstange 8, 30, 37 wird die Verbindung von der Unterdruckkammer 4 zur Arbeitskammer 3 unterbrochen; die Arbeitskammer 3 wird 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 aufgenommenen, gummielastische Reaktionsscheibe 13 und über eine Druckstange 14, die einen Kopfflansch 15 aufweist, auf einen Betätigungskolben eines (nicht dargestellten) Hauptzylinders der Bremsanlage übertragen, der am unterdruckseitigen Ende des Bremskraftverstärkers angebracht ist.

Eine Druckfeder 16, die sich an der einen Stirnwand 7 des Unterdruckgehäuses 1 und an einem Flansch 17 abstützt, hält die bewegliche Wand 2 in der gezeigten Ausgangsstellung.

Ein aus Blech bestehender Führungsteller 20 ist am Steuerventilgehäuse 11 festgelegt. Der Führungsteller 20 verhindert, daß die Druckstange 14 bei der Demontage des Hauptzylinders herausfällt oder abknickt; der trichterförmige Teil 21 des Führungstellers 20 sichert den Kopfflansch 15 der Druckstange 14 in der Ausnehmung 25 des Steuerventilgehäuses 11.

Bei Betätigung des Bremspedals wird die Kolbenstange 8, 30, 37 mit dem Ventilkolben 10 entgegen der Kraft der Feder 24 nach links verschoben. Dabei drückt die Feder 24 des Tellerventils 23 dieses nach links auf den Sitz 22 im Steuergehäuse 11, und der Luftführungskanal 12 wird verschlossen. Im weiteren Verlauf der Bewegung wandert der Ventilkolben 10 vom Tellerventil 23 weg, der Außenluftdurchgang wird geöffnet. Jetzt ist für die atmosphärische Luft der Weg durch die Steuerbohrung 26 im Steuerventilgehäuse 11 zur rechten Seite des Steuerventilkolbens 10 frei, wodurch das Vakuum in der Arbeitskammer 3 abgebaut wird. Die infolge der nun rechts und links der beweglichen Wand 2 herrschenden Druckdifferenz entstandene Kraft verschiebt diesen entgegen der Kraft der Druckfeder 16 nach links, ebenso die Druckstange 14 und den Kolben im Hauptzylinder. Der sich nach Überfahren der Ausgleichsbohrung durch die Primärmanschette im Hauptzylinder aufbauende Druck übt über den Kolben und die Druckstange 14 eine Reaktionskraft auf die Reaktionsscheibe 13 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis aus. Der Reaktionsdruck wird ebenfalls auf den Ventilkolben 10 übertragen, wodurch dieser nach rechts verschoben wird und sich mit seinem Sitz 18 dichtend auf das Tellerventil 23 aufsetzt. Damit sind Luftführungskanal 12 und Außenluftdurchlaß 26 geschlossen. Der Ventilkolben 10 hat hiermit seine sogenannte Bereitschaftsstellung eingenommen.

Bei Vollbremsung erfolgt die ständige Öffnung des Außenluftdurchganges, wodurch sich die maximal erreichbare Druckdifferenz an der beweglichen Wand 2 und damit der maximale Unterstützungsdruck einstellt. Der Aussteuerdruck des Gerätes ist hiermit erreicht. Noch größerer Druck im Hauptzylinder kann jetzt nur noch durch zusätzliche Kraft auf die Kolbenstange 8, 30, 37 durch die Fahrerfußkraft erzielt werden. Bei vollkommener Zurücknahme des Bremspedals kehrt der Ventilkolben 10 in seine Ausgangsstellung zurück, wobei der Außenluftdurchgang 26 geschlossen und der Vakuumdurchgang 12, 27, 28 ständig geöffnet ist. Infolge des sich zwangsläufig damit ergebenden Vakuumausgleichs an der beweglichen Wand 2 wird auf diesen keine Kraft mehr ausgeübt, und die Rückstellkraft der Feder 16 reicht aus, diesen in seine Lösestellung zurückzubringen. Damit kehrt auch der Kolben des Hauptzylinders in seine Lösestelung zurück.

Wie Fig. 1 zeigt, weist das Steuergehäuse 11 einen quer zur Gerätelängsachse verlaufenden Kanal 27 auf, der den Ventilraum 28 hinter dem Steuerventil 9 mit der Arbeitskammer 3 verbindet und durch den bei Betätigung des Bremspedals die Außenluft strömt.

Am pedalseitigen Ende der Kolbenstange 8, 30, 37 befindet sich ein Gabelkopf 29, über den die Kolbenstange mit dem (nicht näher dargestellten) Bremspedal gekuppelt ist. Der Gabelkopf 29 weist an seinen beiden Wangen oder Armen 29a, 29b je ein Langloch auf, durch das jeweils das eine Ende eines Verriegelungskeils 31, der ein breites Ende 31b und ein schmales Ende 31a aufweist, hindurchgeführt ist. Der Verriegelungskeil 31 ist mit einer Kulisse oder Rampe 32 versehen und mit seinem schmaleren Ende 31a durch ein Langloch 33 hindurchgeführt, das in einem in der Hülse 8 längsverschiebbar gelagerten Stößel 30 angeordnet ist. Die Abmessungen dieses Langlochs 33 sind so getroffen, daß das schmale Ende 31a des Verriegelungskeils 31 durch dieses Langloch 33 hindurchtreten kann. Das breitere Ende 31b des Verriegelungskeils 31 weist eine Nase 34 auf, die mit der Rampe 32 in der Weise zusammenwirkt, daß in der verriegelten Position (Fig. 2) infolge der Nase 34 eine Relativbewegung des Stößels 30 gegenüber dem Gabelkopf 29 bzw. der Hülse 8 ausgeschlossen ist. Der Verriegelungskeil 31 wird von einer Zugfeder 35 in der Position gehalten, die in Fig. 1 dargestellt ist (unverriegelte Position). In dieser Position befindet sich der Stößel 30 in seiner hinteren Stellung, wobei der Abstand a zwischen dem pedalseitigen Ende des Stößels 30 und der geräteseitigen Stirnfläche des Gabelkopfes 29 größer ist als in der Verriegelungs- Position (wie in Fig. 2 dargestellt). Der Gabelkopf 29, die Hülse 8, der Keil 31 und der Stößel 30 bilden eine starre Einheit und wirken, wie vorstehend beschrieben, auf das Steuerventil 9 ein, wenn das (nicht näher dargestellte) Bremspedal niedergetreten wird.

Wird nun das Fahrzeug abgestellt und soll die Diebstahlsicherung wirksam werden (verriegelte Position), so wird der Elektromagnet 36, der (beispielsweise) an die Batterie des Fahrzeugs ansgeschlossen ist, über den Schalter 19 eingeschaltet. Dieser Elektromagnet 36 zieht den Verriegelungskeil 31 in die in Fig. 2 dargestellte Position, so daß die Rampe 32 im Zusammenwirken mit der Nase 34 den Stößel 30 in Pfeilrichtung B (nach links) gegenüber dem Gabelkopf 29 und der an diesem befestigten Hülse 8 verschiebt und der Abstand a zwischen dem Ende des Stößels 30 und der Stirnfläche des Gabelkopfes 29 auf a′ verringert wird und der Kugelkopf 37 sich nach links verschiebt. Durch die Längsverschiebung des Stößels 30 gegenüber dem Gabelkopf 29 wird der Steuerventilkolben 10 so weit verschoben, daß das Tellerventil 23 den Ventilraum 28 vom Luftführungskanal 12 absperrt und den Ventilsitz 18 des Steuerventilkolbens 10 vom Tellerventil 23 abhebt, so daß die Arbeitskammer 3 mit der Steuerbohrung 26 bzw. mit der Außenluft verbunden ist. Wird nun der Motor des Fahrzeugs gestartet, beispielsweise indem das Zündschloß "kurzgeschlossen" wird, so zieht der in der Kammer 4 einsetzende Unterdruck die axial bewegliche Wand 2 nach links und bewirkt eine Abbremsung des Fahrzeugs (Vollbremsung). Diese Vollbremsstellung wird nun so lange aufrechterhalten, wie der Elektromagnet 36 aktiviert bleibt. Es ist klar, daß ein Schalter 19 zum Aktivieren des Elektromagneten am Fahrzeug an versteckter Stelle angeordnet sein muß. Erst wenn der Elektromagnet 36 abgeschaltet wird, zieht der Verriegelungskeil 29, von der Kraft der Zugfeder 35 bewegt, den Stößel 30 in die Hülse 8 hinein und stellt den Abstand a zwischen dem Gabelkopf 29 und dem pedalseitigen Ende des Stößels 30 wieder her. Anstelle eines Elektromagneten 36 mit Schalter 19 kann auch eine mechanisch arbeitende Vorrichtung angeordnet sein, die den Verriegelungskeil 31 in der verriegelten Position (Fig. 2) hält und deren Betätigung über ein Gestänge oder einen Seilzug bewirkt wird. Der Gabelkopf 29 mit dem Verriegelungskeil 31 sollte so in das Fahrzeug eingebaut sein, daß ein Unbefugter nicht ohne weiteres den Verriegelungskeil 31 mit einem geeigneten Werkzeug in die in Fig. 1 dargestellte Position schieben und dort blockieren kann; ebenso muß der Schalter (nicht näher dargestellt) oder Hebel zum Aktivieren der den Verriegelungskeil 31 verschiebenden Vorrichtung (beispielsweise der Elektromagnet 36) so versteckt am Fahrzeug angebracht sein, daß ein Unbefugter den Schalter oder Hebel nicht ohne weiteres auffinden kann.

Claims (8)

1. Vakuumbremskraftverstärker mit einer gegenüber dem Unterdruckgehäuse (1) abgedichteten beweglichen Wand (2) und einer mit einem Bremspedal gekoppelten Kolbenstange (8, 30, 37) zum Betätigen eines Steuerventils (9), durch welches eine Arbeitskammer (3) des Bremskraftverstärkers wahlweise mit Unterdruck oder höherem Differenzdruck verbindbar ist, wobei das Steuerventil (9) einen in einem Steuerventilgehäuse (11) axial verschiebbaren Steuerventilkolben (10) aufweist, der unter Zwischenschaltung eines Reaktionselements (13) auf das Ende einer Druckstange (14) einwirkt, die den Kolben des Hauptzylinders verschiebt und wobei die Kolbenstange (8, 30, 37) mit einem Gabelkopf (29) verbunden ist, der seinerseits mit dem Bremspedal in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Steuerventilkolben (10) bewegender Stößel (30) der Kolbenstange (8, 30, 37) gegenüber dem Gabelkopf (29) verschiebbar vorgesehen ist, wobei zwischen dem Gabelkopf (29) einerseits und dem Stößel (30) andererseits ein Verriegelungskeil (31) eingeschaltet ist, der im Gabelkopf (29) gehalten und geführt ist und der eine Kulisse, Nase (34) oder Rampe (32) aufweist, die je nach Stellung des Verriegelungskeils (31) den Abstand (b) zwischen dem geräteseitigen Ende (37) des Stößels (30) und dem Gabelkopf (29) verändert.

2. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kulisse, Nase (34) oder Rampe (32) aufweisende Verriegelungskeil (31) quer zum Stößel (30) verschiebbar in Ausnehmungen (39, 40) der Arme (29a, 29b) des Gabelkopfes (29) gelagert ist, wobei das pedalseitige Ende des Stößels (30) den Verriegelungskeil (31) zumindest teilweise umgreift.

3. Vakuumbremskraftverstärker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das pedalseitige Ende des im Gabelkopf (29) gehalten und geführten, auf den Steuerventilkolben (10) einwirkenden Stößels (30, 37) der Kolbenstange ein Langloch (33) aufweist, durch das der Verriegelungskeil (31) hindurchgreift, der seinerseits verschiebbar am Gabelkopf (29) gelagert ist.

4. Vakuumbremskraftverstärker nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gabelkopf (29) eine sich bis in das Steuergehäuse (11) hineinerstreckende Hülse (8) aufweist, in der der Stößel (30) längsverschiebbar gelagert ist, wobei das als Kugelkopf (37) ausgeformte geräteseitige Ende des Stößels (30) über das Ende der Hülse (8) hervorsteht und in eine kalottenförmige Vertiefung im Steuerventilkolben (10) eingreift.

5. Vakuumbremskraftverstärker nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungskeil (31) über eine ortsfest am Wagenkasten der Spritzwand oder dem Unterdruckgehäuse (1) des Verstärkers angeordnete Betätigungsvorrichtung, beispielsweise über einen Elektromagneten (36), verschiebbar ist.

6. Vakuumbremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Verriegelungskeil (31) einwirkende Betätigungsvorrichtung über ein Gestänge oder einen Seilzug bedienbar ist und einen Nocken oder eine Nase aufweist, die am einen Ende des Verriegelungskeils anliegt und diesen quer zum Stößel (30, 37) gegen die Kraft einer zwischen dem Gabekopf (29) und dem Verriegelungskeil (29) eingespannten Feder (35) verschiebt.

7. Vakuumbremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verriegelungskeil (31) bewegende Vorrichtung am Gabelkopf (29) angeordnet ist und über einen Bowdenzug betätigbar oder als elektromagnetisch wirkende Vorrichtung über eine elektrische Leitung aktivierbar ist.

8. Vakuumbremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung einer von der Reaktionsscheibe (13) ausgehenden Reaktionskraft an der Hülse (8) ein Kragen oder sich radial nach außen zu erstreckende Arme vorgesehen sind, die sowohl in der Betätigungsstellung als auch in der Lösestellung an einem Anschlag am Steuerventilgehäuse (11) anliegen und ein unzulässig weites Zurückgleiten der Hülse (8) während des Bremsvorgangs verhindern.