DE69303018T2 - Kraftübertragungsglied für einen bremskraftverstärker - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftübertragung bei einem pneumatischen Bremsunterstützungs-Servomotor, mit:
• - einer Steuerstange, die ausgehend von einer Ruhestellung eine axiale Verstellung unter der Wirkung einer Eingangskraft erfahren kann, wobei diese Stange in einem Fühler endet, der eine axiale Stirnseite aufweist, welche eine erste aufwärtige Abstützfläche bildet,
• - einem Pneumatikkolben, der in axialer Richtung aus einer Ruhestellung unter der Wirkung einer Druckdifferenz bewegbar ist, welche von der axialen Verstellung der Steuerstange gesteuert wird, wobei dieser Kolben für eine minimale, von Null verschiedene aktive Verstellung der Steuerstange eine minimale Schubkraft aufnehmen kann und eine axiale ringförmige Fläche aufweist, welche die erste aufwärtige Abstützfläche umgibt und eine zweite aufwärtige Abstützfläche bildet,
• - einer Reaktionsscheibe, welche eine aufwärtige Fläche und eine abwärtige Fläche aufweist, wobei die aufwärtige Fläche von der ersten und der zweiten aufwärtigen Abstützfläche aufgebrachte Kräfte aufnehmen kann und die abwärtige Fläche diese Kräfte weiterleiten kann,
• - einer Schubstange, welche ein erstes Ende aufweist, welches mit einer radialen Erweiterung fest verbunden ist, welche eine erste abwärtige Abstützfläche bietet, welche sich an der aufwärtigen Seite der Reaktionsscheibe abstützt, wobei diese Stange ein zweites Ende aufweist, welches eine Ausgangskraft aufbringen kann, die größer als die Eingangskraft ist, und
• - Regulierungsmitteln, um die minimale Schubkraft durch das Regulieren des Abstandes zwischen einer Abstützfläche und der entsprechenden Seite der Reaktionsscheibe auf den gewünschten Endwert einzustellen, wobei die Regulierungsmittel eine Kapsel enthalten, welche die Reaktionsscheibe fest umschließt, einen Gewindegang aufweist und das Ändern dieses Abstands durch ein Einschrauben oder ein Ausschrauben ermöglicht, welches abwärts von der Reaktionsscheibe ausgeführt werden kann.
• Eine solche Vorrichtung ist z.B. in dem US-Patent 4 984 506 beschrieben, dessen Gestaltung ein Regulieren des von dem Kolben empfangenen minimalen Schubes, der unter dem Namen "sprung" bekannt ist, durch ein relativ einfaches Einschrauben oder Ausschrauben ermöglicht, indem ein Eingriff hinter der Reaktionsscheibe ausgeführt wird, also auf der Seite der Schubstange.
• Trotz ihres Nutzens und ihrer Wirksamkeit leidet diese bekannte Technik dennoch an einem verbliebenen Fehler, der darin liegt, daß die Regulierung zu einer Vorspannung der Reaktionsscheibe führt.
• Diese Vorspannung kann nun aber nicht nur die Ursache eines vorzeitigen Verschleißes der Reaktionsscheibe sein, sondern sie kann auch einen anfänglichen Schub auf die Schubstange erzeugen, der als Störglied in den Wert des Sprungs selber eingeht.
• Außerdem ist in dem US-Patent 4 271 670 eine Vorrichtung zur Kraftübertragung des oben angegebenen Typs beschrieben, bei der die Regulierungsmittel so ausgebildet sind, daß sie ein Entfernen der ersten aufwärtigen Abstützfläche von dem ersten Ende der Schubstange ohne Relativverstellung der ersten aufwärtigen Abstützfläche bezüglich der zweiten aufwärtigen Abstützfläche ermöglichen.
• Obwohl diese bekannte Vorrichtung somit die vorhergehend im Zusammenhang mit der Vorrichtung des US-Patents 4 984 506 erwähnten Probleme löst, verwendet sie vier verschiedene Organe, deren Relativdrehung kontrolliert werden muß, nämlich die Kapsel, einen externen, auf die Kapsel geschraubten Ring, die Schubstange sowie eine Schraube zum Ändern der Länge der Schubstange.
• In diesem Kontext besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Kraftübertragung für einen Servomotor zu schaffen, welche eine Regulierung des Sprunges so einfach wie möglich ermöglicht und dennoch keine unerwünschten Nebeneffekte aufweist.
• Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung der Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel einen zylindrischen umgebogenen Rand aufweist sowie einen radialen Fortsatz, der von einer Mittelöffnung durchbrochen ist und eine ringförmige Innenfläche aufweist, welche die erste abwärtige Abstützfläche bildet, und eine zylindrische, mit einem Gewinde versehene Hülse, die an der Mittelöffnung mündet und in welche das erste Ende der Schubstange eingeschraubt ist, wobei dieses Ende eine zweite abwärtige Abstützfläche bildet.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlich aus der nachfolgenden, beispielhaften und nicht einschränkenden Beschreibung, welche sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht. In dieser zeigen:
• - Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Servomotor gemäß einer ersten, nicht beanspruchten Ausführungsform;
• - Fig. 2 einen detaillierteren Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform; und
• - Fig. 3 einen detaillierten Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, welche der Erfindung entspricht.
• Die Erfindung betrifft eine Verbesserung, welche bei pneumatischen Bremsunterstützungs-Servomotoren angewendet wird, von denen in Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Beispiel dargestellt ist.
• Da jedoch der allgemeine Aufbau und die Arbeitsweise von Servomotoren dem Fachmann gut bekannt sind, werden sie hier nur kurz erläutert, um ein Gesamtverständnis der Verbesserung zu ermöglichen, welche die Erfindung darstellt.
• Schematisch enthält ein Servomotor ein starres Gehäuse 1, welches beim Betrieb in dichter Weise in zwei Kammern 2 und 3 durch eine Membran 4 unterteilt ist, welche fest mit einem im Inneren des Gehäuses beweglichen Kolben 5 verbunden ist.
• Die vordere Kammer 3, deren vordere Seite beim Betrieb in dichter Weise durch ihre Montage an einem (nicht dargestellten) Hauptzylinder verschlossen ist, ist über einen Anschlußstutzen 6 permanent mit einer (nicht dargestellten) Unterdruckquelle verbunden.
• Der Druck in der hinteren Kammer 2 wird von einem Ventilelement 7 kontrolliert, welches von einer Steuerstange 8 gesteuert wird, die mit dem Bremspedal verbunden ist.
• Wenn sich die Steuerstange 8 in der Ruhestellung befindet, im vorliegenden Fall nach rechts gezogen, wird durch das Ventilelement 7 eine Verbindung zwischen den beiden Kammern 2 und 3 des Servomotors gebildet.
• Da sich dann die hintere Kammer 3 auf demselben Unterdruck wie die vordere Kammer 2 befindet, wird der Kolben 5 von einer Feder 9 nach rechts in die Ruhestellung zurückgedrückt.
• Die Betätigung der Steuerstange nach links bewirkt in einem ersten Zeitabschnitt, daß das Ventilelement 7 so verstellt wird, daß es die Kammern 2 und 3 voneinander isoliert, und in einem zweiten Zeitabschnitt, daß dieses Ventilelement so verstellt wird, daß es die hintere Kammer 3 zum Atmosphärendruck öffnet.
• Die dann auf die Membran 4 einwirkende Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern übt auf den Kolben 5 einen Schub aus, welcher diesen unter Zusammendrücken der Feder 9 nach links zu verschieben sucht.
• Die Bremswirkung, welche die Steuerstange 8 über einen Tauchkolben 10 in Richtung des Hauptzylinders ausübt, sowie die aus dem Schub des Kolbens 5 resultierende Bremsunterstützungskraft werden auf die aufwärtige (rechte) Seite einer Reaktionsscheibe 11 aufgebracht, deren abwärtige (linke) Seite diese Kräfte auf die Schubstange 12 weiterleitet, deren Funktion darin besteht, den Hauptzylinder selbst zu betätigen.
• Die von dem Kolben 5 ausgeübte Unterschätzungskraft tritt eigentlich nur nach einer von Null verschiedenen Verstellung der Steuerstange 8 auf, und sie hat, wenn sie auftritt, einen von Null verschiedenen Minimalwert, der "Sprung" genannt wird und für dessen Regulierung in einfacher und wirksamer Weise sich die Erfindung anbietet.
• Die Erfindung, welche im wesentlichen die Kraftübertragungskette betrifft, welche zusammen durch die Steuerstange 8, den Tauchkolben 10, den Kolben 5, die Reaktionsscheibe 11 und die Schubstange 12 gebildet ist, kann nun unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 ausführlich erläutert werden.
• Der Fühler 10 weist eine axiale Endfläche S1a auf, welche eine erste aufwärtige Abstützfläche bildet, während der Kolben eine axiale ringförmige Fläche S2a aufweist, welche die Seite S1a des Fühlers umgibt und eine zweite aufwärtige Abstützfläche bildet.
• Die Reaktionsscheibe 11 weist eine aufwärtige Seite 11a und eine abwärtige Seite 11b auf, wobei die aufwärtige Seite 11a dafür vorgesehen ist, die von der ersten und der zweiten aufwärtigen Abstützfläche S1a und S2a aufgebrachten Kräfte aufzunehmen.
• Das erste Ende 12a der Schubstange 12 ist fest mit einer starren radialen Erweiterung 13 verbunden, welche eine erste abwärtige Abstützfläche S1b bietet, die an der abwärtigen Seite 11b der Reaktionsscheibe 11 anliegt.
• Die Schubstange 12 endet an ihrem zweiten Ende 12b in einer axialen Schraube 14, welche das Einstellen der Länge dieser Stange ermöglicht.
• In der ersten Ausführungsform (Fig. 1) enthält der Kolben 5 ein zusätzliches Organ, welches die Form einer Kapsel 50 annimmt, die funktionell als ein Teil des Kolbens 5 angesehen werden kann.
• Diese Kapsel weist zum einen einen im wesentlichen zylindrischen Rand 51 auf, der ein Angriffsprofil sowie ein Außengewinde 51a trägt, mit welchem sie an den Kolben angeschraubt ist, und zum anderen eine axial ausgerichtete Wand 52, die von einer Mittelöffnung durchbrochen ist, welche der Fühler 10 durchquert, wobei die ringförmige Innenfläche dieser Wand 52 die zweite aufwärtige Abstützfläche S2a bildet.
• Außerdem weist der Rand 51 eine geringfügige radiale Verengung 51b auf, welche der Kapsel ermöglicht, den Stapel einzuzwängen, der durch die Reaktionsscheibe 11 und die radiale Erweiterung 13 gebildet ist.
• Schließlich ist eine torische elastische Dichtung 15 zwischen der Kapsel 50 und dem Rest des Kolbens 5 angeordnet, um die Dichtigkeit zwischen diesen beiden Elementen zu gewährleisten.
• Die Bedingungen, unter denen diese Anordnung alle ihre Vorteile entwickelt, sind die folgenden.
• Da der Wert des Sprunges in bekannter Weise durch Änderung des Abstandes zwischen der Seite S1a des Fühlers und der aufwärtigen Seite 11a der Reaktionsscheibe 11 bei den in Fig. 2 dargestellten Gleichgewichtsbedingungen verändert werden kann, sieht die Erfindung konstruktiv vor, daß diesem Abstand, der unter der Annahme berechnet ist, daß die Kapsel 50 bis zum Boden in den Kolben eingeschraubt ist, ein Wert gegeben wird, der kleiner als der Wert ist, bei welchem der Sprung den gewünschten Endwert hat.
• Es ist somit bei der Montage des Servomotors ausreichend, die Kapsel 50 nur bis zu der Stelle einzuschrauben, bei welcher der Sprung seinen gewünschten Endwert hat, oder die Kapsel herauszuschrauben, wenn sie bis zum Boden eingeschraubt wurde.
• Da die Kapsel 50 gleichzeitig die radiale Erweiterung 13 und die Reaktionsscheibe 11 trägt, kann diese Kapsel ein- und ausgeschraubt werden, ohne daß der die erste abwärtige Abstütztfläche S1b und die zweite aufwärtige Abstützfläche S2a trennende Abstand geändert wird.
• Die Regulierung des Sprungs kann somit bei der Montage des Servomotors in der folgenden Weise erzielt werden (Fig. 1).
• Durch die Öffnung 1a des Gehäuses 1 wird in dem im Inneren der Feder 9 gebildeten Raum eine Buchse angebracht, welche einen Ring zum externen Spannen, ein Organ zum internen Spannen sowie einen Meßstab enthält.
• Die Buchse verschließt die Kammer 3 in dichter Weise, und diese Kammer wird mit einer Unterdruckquelle in Verbindung gebracht.
• Dann werden auf die Steuerstange 8 geeichte Kräfte aufgebracht, während die von der Schubstange 12 ausgeübten entsprechenden Ausgangskräfte gemessen werden.
• Nachdem somit in an sich bekannter Weise der tatsächliche Wert des Sprunges und sein Abstand von dem gewünschten Wert bestimmt wurden, wird die Buchse zum externen Spannen betätigt, um die Kapsel 5 zu drehen und die notwendige Korrektur zu gewährleisten.
• Schließlich wirkt nach herkömmlicher Messung der einzustellenden Werte das Organ zum internen Spannen auf die Schraube 14 ein, um diese Justierung zu erzielen, während die Kapsel 50 und die Stange 12 drehfest gehalten werden.
• Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 3) ist die zweite aufwärtige Abstützfläche S2a durch den Körper des Kolbens 5 selbst gebildet, und die erste abwärtige Abstützfläche S1b ist durch die ringförmige Innenfläche eines radialen Fortsatzes 132 einer Kapsel 130 gebildet.
• Diese Kapsel weist einen zylindrischen Rand 131 auf, welcher die Reaktionsscheibe 11 einschließt und in eine Aufnahme 5a des Kolbens eingreift.
• Die Wand 132 ist in ihrer Mitte von einer Öffnung durchbrochen, in welcher eine mit einem Gewinde versehene, zylindrische Buchse 133 mündet, welche axial ausgerichtet ist und in welche das erste Ende 12a der Schubstange 12 eingeschraubt ist, wobei dieses Ende eine zweite abwärtige Abstützfläche S2b bildet.
• Gemäß dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung kann der Sprung durch das Herausschrauben der Schubstange 12 aus der Buchse 133 ausgehend von einer Anfangsstellung erzielt werden, in welcher die abwärtigen Abstützflächen S1b und S2b koplanar sind, ohne daß eine Verstellung der ersten abwärtigen Abstützflächen S1b relativ zur zweiten aufwärtigen Abstützfläche S2a auftritt und somit ohne Vorspannung der Reaktionsscheibe 11.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Kraftübertragung bei einem pneumatischen Bremsunterstützungs-Servomotor, mit:

- einer Steuerstange (8), die ausgehend von einer Ruhestellung eine axiale Verstellung unter der Wirkung einer Eingangskraft erfahren kann, wobei diese Stange in einem Fühler (10) endet, der eine axiale Stirnseite aufweist, welche eine erste aufwärtige Abstützfläche (S1a) bildet,

- einem Pneumatikkolben (5), der in axialer Richtung aus einer Ruhestellung unter der Wirkung einer Druckdifferenz bewegbar ist, welche von der axialen Verstellung der Steuerstange gesteuert wird, wobei dieser Kolben für eine minimale, von Null verschiedene aktive Verstellung der Steuerstange eine minimale Schubkraft aufnehmen kann und eine axiale ringförmige Fläche aufweist, welche die erste aufwärtige Abstützfläche umgibt und eine zweite aufwärtige Abstützfläche (S2a) bildet,

- einer Reaktionsscheibe (11), welche eine aufwärtige Fläche (11a) und eine abwärtige Fläche (11b) aufweist, wobei die aufwärtige Fläche von der ersten und der zweiten aufwärtigen Abstützfläche aufgebrachte Kräfte aufnehmen kann und die abwärtige Fläche diese Kräfte weiterleiten kann,

- einer Schubstange (12), welche ein erstes Ende (12a) aufweist, welches mit einer radialen Erweiterung (13, 132) fest verbunden ist, welche eine erste abwärtige Abstützfläche (S1b) bietet, welche sich an der aufwärtigen Seite der Reaktionsscheibe abstützt, wobei diese Stange ein zweites Ende (12b) aufweist, welches eine Ausgangskraft aufbringen kann, die größer als die Eingangskraft ist, und

- Regulierungsmitteln (50, 130), um die minimale Schubkraft durch das Regulieren des Abstandes zwischen einer Abstützfläche und der entsprechenden Seite der Reaktionsscheibe auf den gewünschten Endwert einzustellen, wobei die Regulierungsmittel eine Kapsel enthalten, welche die Reaktionsscheibe fest umschließt, einen Gewindegang aufweist und das Verändern dieses Abstands durch ein Einschrauben oder ein Ausschrauben ermöglicht, welches abwärts von der Reaktionsscheibe ausgeführt werden kann, und wobei die Regulierungsmittel so ausgebildet sind, daß sie das Entfernen der ersten aufwärtigen Abstützfläche (S1a) von dem ersten Ende (12a) der Schubstange ohne eine relative Verstellung der ersten abwärtigen Abstützfläche (S1b) bezüglich der zweiten aufwärtigen Abstützfläche (S2a) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (130) einen zylindrischen umgebogenen Rand (131) aufweist sowie einen radialen Fortsatz (132), der von einer Mittelöffnung durchbrochen ist und eine ringförmige Innenfläche aufweist, welche die erste abwärtige Abstützfläche (S1b) bildet, und eine zylindrische, mit einem Gewinde versehene Hülse (133), die an der Mittelöffnung mündet und in welche das erste Ende (12a) der Schubstange eingeschraubt ist, wobei dieses Ende eine zweite abwärtige Abstützfläche (S2b) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierungsmittel Mittel (14) zum Verändern der Länge der Schubstange enthalten.