DE102007039116A1 - Pneumatic brake booster, particularly vacuum brake booster for vehicle hydraulic braking unit, has force input unit particularly piston rod, which is coupled with brake pedal, and booster housing is divided in sealed manner into chamber - Google Patents

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Abstract

The pneumatic brake booster has a force input unit particularly piston rod, which is coupled with a brake pedal. A booster housing is divided in a sealed manner into a chamber of constant pressure or a constant vacuum and another chamber of variable pressure or working chamber and has a control valve for connecting the working chamber with the vacuum chamber or with the atmosphere. A piston unit (20) is supported in axially adjustable manner in another piston unit (21), so that a limited relative motion is possible between the piston units.

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bremskraftverstärker, vorzugsweise Unterdruck-Bremskraftverstärker, für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Krafteingangsglied (Kolbenstange), das mit einem Bremspedal gekoppelt ist, einem Verstärkergehäuse, das durch eine axial bewegliche Wand in eine erste Kammer konstanten Druckes bzw. eine Unterdruckkammer und eine zweite Kammer veränderlichen Druckes bzw. eine Arbeitskammer dichtend unterteilt ist, sowie mit einem Steuerventil zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer bzw. mit der Atmosphäre, das durch einen mit dem Krafteingangsglied kraftübertragend verbundenen Ventilkolben betätigbar ist, der zweiteilig ausgebildet ist und aus einem mit dem Krafteingangsglied gekoppelten ersten Kolbenteil sowie einem zweiten Kolbenteil besteht, mit dem das erste Kolbenteil kraftübertragend zusammenwirkt.The Invention relates to a pneumatic brake booster, preferably vacuum brake booster, for a hydraulic motor vehicle brake system, with a force input element (Piston rod), which is coupled to a brake pedal, an amplifier housing, the constant by an axially movable wall into a first chamber Pressure or a vacuum chamber and a second chamber variable Pressure or a working chamber is sealingly divided, as well as with a Control valve for connecting the working chamber with the vacuum chamber or with the atmosphere, the force-transmitting through one with the force input element connected valve piston is actuated, the two-part is formed and from a coupled to the force input element first piston part and a second piston part, with the the first piston part cooperates in a force-transmitting manner.

Ein derartiger Unterdruckbremskraftverstärker ist aus der EP 0 505 375 B1 bekannt. Der Atmosphärendichtsitz des Steuerventils ist bei dem vorbekannten Bremskraftverstärker am ersten Kolbenteil ausgebildet, während das zweite Kolbenteil als eine Einstellhülse ausgeführt ist, die mittels einer Gewindeverbindung mit dem ersten Teil derart verbunden ist, dass Änderungen der axialen Länge des Ventilkolbens möglich sind. Durch diese Maßnahmen kann ein Abstand zwischen einer am zweiten Kolbenteil axial anliegenden Übersetzungsscheibe und einer die Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers übertragenden Reaktionsscheibe, das sog. z-Maß, genau eingestellt werden.Such a vacuum brake booster is from the EP 0 505 375 B1 known. The atmosphere sealing seat of the control valve is formed in the prior art brake booster on the first piston part, while the second piston part is designed as an adjusting sleeve which is connected by a threaded connection with the first part such that changes in the axial length of the valve piston are possible. By these measures, a distance between a second piston part axially applied to the transmission disc and the output force of the brake booster transmitting reaction disk, the so-called. Z-measure, can be accurately adjusted.

Außerdem sind aus dem Stand der Technik elektrohydraulische Bremssysteme bekannt, bei welchen im Normalbetrieb das zu betätigende Bremspedal vollkommen mechanisch von dem nachgeschalteten Bremssystem entkoppelt ist. Die mechanische Entkoppelung des Bremspedals von dem eigentlichen Bremssystem hat den Vorteil, dass der Fahrerwunsch bei einer Bremspedalbetätigung sensorisch erfasst wird und das übrige Bremssystem nach Maßgabe der erfassten Pedalbetätigung elektronisch gesteuert wird. Das bei einer herkömmlichen Bremsung dem Fahrer vermittelte gewöhnliche Pedalgefühl wird von einem Pedalwegsimulator erzeugt, der eine auf das Bremspedal wirkende Rückstellkraft simuliert. Derartige Bremssysteme, die in einer sog. „By-wire"-Betriebsart arbeiten können, werden auch für rekuperative Bremsvorgänge verwendet, bei denen ein Teil der aufgewandten Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Die erwähnten Bremssysteme sind jedoch mit erheblichen Entwicklungs- und Herstellungskosten verbunden.Furthermore are from the prior art electro-hydraulic brake systems known in which in normal operation to be operated Brake pedal completely mechanically from the downstream brake system is decoupled. The mechanical decoupling of the brake pedal from The actual braking system has the advantage that the driver's request is sensed by a brake pedal operation and the rest of the braking system in accordance with the detected Pedal control is controlled electronically. That at a conventional braking to the driver mediated ordinary Pedal feel is generated by a pedal travel simulator that simulating a force acting on the brake pedal restoring force. such Brake systems operating in a so-called "by-wire" mode can also be used for recuperative braking used in which a portion of the applied braking energy into electrical energy is converted. However, the brake systems mentioned are associated with significant development and manufacturing costs.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen pneumatischen Bremskraftverstärker der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, der für die Verwendung bei rekuperativen Bremssystemen geeignet ist, der kostengünstig herstellbar ist und bei dem eine einwandfreie Entkoppelung des Bremssystems vom Bremspedal gewährleistet ist.It is therefore an object of the present invention, a pneumatic To provide brake booster of the type described, the one for use in recuperative braking systems is suitable, which is inexpensive to produce and at a perfect decoupling of the brake system from the brake pedal is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das erste Kolbenteil im zweiten Kolbenteil axial verstellbar derart angeordnet ist, dass zwischen den Kolbenteilen eine begrenzte Relativbewegung möglich ist. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, dass sowohl im Normal- als auch im rekuperativen Betrieb eine Betätigung des Bremspedals erfasst wird und der Bremskraftverstärker dementsprechend angesteuert wird. In einer Notbremssituation, in der der Bremskraftverstärker ausgefallen ist, durchläuft das erste Kolbenteil schnell den Luftspalt zwischen ihm und dem zweiten Kolbenteil, so dass das Bremssystem relativ schnell, d. h. mit einer verhältnismäßig kurzen Verzögerungszeit, anspricht, so dass der Fahrer des Fahrzeugs trotz des Ausfalls des Bremskraftverstärkers das Gefühl vermittelt bekommt, dass das Bremssystem zuverlässig funktioniert.These The object is achieved according to the invention that the first piston part axially adjustable in the second piston part is arranged such that between the piston parts a limited Relative movement is possible. This measure will ensures that both normal and recuperative Operation an operation of the brake pedal is detected and the brake booster is driven accordingly. In an emergency braking situation, in which the brake booster has failed, the first piston part passes quickly through the Air gap between it and the second piston part, leaving the brake system relatively fast, d. H. with a relative short delay time, responsive, leaving the driver of the vehicle despite the failure of the brake booster The feeling gets conveyed that the braking system reliable works.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass am zweiten Kolbenteil der Atmosphärendichtsitz des Steuerventils ausgebildet ist.A advantageous development of the subject invention provides that at the second piston part the atmospheric sealing seat of the Control valve is formed.

In einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist vorgesehen, dass eine erste Feder vorgesehen ist, die die bewegliche Wand entgegen der Betätigungsrichtung des Bremskraftverstärkers vorspannt, dass eine zweite Feder vorgesehen ist, die das zweite Kolbenteil entgegen der Betätigungsrichtung des Bremskraftverstärkers vorspannt, dass eine dritte Feder vorgesehen ist, die das erste Kolbenteil bzw. das Krafteingangsglied entgegen der Betätigungsrichtung des Bremskraftverstärkers vorspannt, und dass die von der ersten Feder aufgebrachte Rückstellkraft größer ist als die von der zweiten Feder aufgebrachte Kraft und dass die von der zweiten Feder aufgebrachte Rückstellkraft größer ist als die von der dritten Feder aufgebrachte Kraft.In another embodiment of the invention Brake booster is provided that a first spring is provided, which the movable wall against the operating direction of the Brake booster pretensions that a second spring is provided, which the second piston part against the actuating direction the brake booster biases a third spring provided is opposite to the first piston part or the force input member the direction of actuation of the brake booster biased, and that the force applied by the first spring restoring force greater is as the force applied by the second spring and that the greater than the restoring force applied by the second spring is the force applied by the third spring.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass im zweiten Kolbenteil ein elastisches Anschlagelement angeordnet ist, mit dem das erste Kolbenteil in Eingriff bringbar ist.A sees another advantageous development of the subject invention before that in the second piston part an elastic stop element is arranged, with which the first piston part engageable is.

Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten, eine Bremspedalbetätigung bzw. einen Fahrerverzögerungswunsch zu erfassen. So sind in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Mittel zum Sensieren der Bewegung des ersten Kolbenteils vorgesehen. Die erwähnten Mittel sind vorzugsweise durch einen am Krafteingangsglied angeordneten Magnetring sowie ein im Lufteintrittsbereich des Bremskraftverstärkers angeordnetes Wegsensorelement gebildet.In principle, there are various possibilities for detecting a brake pedal actuation or a driver deceleration request. Thus, in a further embodiment of the invention, means are provided for sensing the movement of the first piston part. The mentioned means are preferred formed by a arranged on the force input element magnetic ring and a arranged in the air inlet region of the brake booster displacement sensor element.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung hervor, deren einzige Figur eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäß aufgebauten Bremskraftverstärkers zeigt.Further Details and advantageous features of the invention will be apparent from the following description of an embodiment related with the enclosed drawing, whose only figure is a simplified representation of an inventively constructed Brake booster shows.

Der in der Zeichnung gezeigte Unterdruck-Bremskraftverstärker weist ein durch zwei miteinander verbundene Gehäuseteile 22, 23 gebildetes Verstärkergehäuse 1 auf, dessen Innenraum durch eine axial bewegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer 4 unterteilt ist. Die axial bewegliche Wand 2 besteht im Wesentlichen aus einem nicht gezeigten, aus Blech tiefgezogenen Membranteller sowie einer daran anliegenden flexiblen Membran, die zwischen dem äußeren Umfang des Membrantellers und dem Verstärkergehäuse 1 eine Rollmembran als Abdichtung bildet.The vacuum brake booster shown in the drawing has a housing connected by two parts 22 . 23 formed amplifier housing 1 on, whose interior through an axially movable wall 2 in a working chamber 3 and a vacuum chamber 4 is divided. The axially movable wall 2 consists essentially of a not shown, deep-drawn sheet metal diaphragm plate and a fitting flexible membrane, which between the outer periphery of the diaphragm plate and the booster housing 1 forms a rolling diaphragm as a seal.

Ein Steuerventil 9, das durch ein mit einem Bremspedal 5 gekoppeltes Krafteingangsglied 6 betätigbar ist, ist in einem im Gehäuseteil 23 mittels eines Dichtringes 12 abgedichtet geführten, die bewegliche Wand 2 tragenden Steuergehäuse 11 untergebracht und besteht aus einem am Steuergehäuse 11 ausgebildeten ersten Dichtsitz bzw. Unterdruckdichtsitz 18, einem an einem mit der Betätigungsstange verbundenen, axial verschiebbaren Ventilkolben 10 ausgebildeten zweiten Dichtsitz bzw. Atmosphärendichtsitz 19 sowie einem mit beiden Dichtsitzen 18, 19 zusammenwirkenden Tellerventilkörper 7, der mittels einer sich am Steuergehäuse abstützenden Ventilfeder 24 in Richtung der beiden Dichtsitze 18, 19 vorgespannt ist.A control valve 9 that by a with a brake pedal 5 coupled force input element 6 is operable, is in one in the housing part 23 by means of a sealing ring 12 sealed, the movable wall 2 carrying the control housing 11 housed and consists of a on the control box 11 formed first sealing seat or vacuum sealing seat 18 one on an associated with the actuating rod, axially displaceable valve piston 10 formed second sealing seat or atmospheric sealing seat 19 as well as one with both sealing seats 18 . 19 interacting poppet valve body 7 by means of a valve spring which is supported on the control housing 24 in the direction of the two sealing seats 18 . 19 is biased.

Die Ausgangskraft des in der Zeichnung dargestellten Bremskraftverstärkers wird über ein von einer stirnseitigen Ausnehmung des Steuergehäuses 11 aufgenommenes gummielastisches Reaktionselement 13 sowie eine einen Kopfflansch 15 aufweisende Druckstange 14 auf einen nicht gezeigten Kolben eines lediglich schematisch angedeuteten Hauptzylinder 16 übertragen, der an der unterdruckseitigen Seite des Verstärkergehäuses 1 angebracht ist.The output force of the brake booster shown in the drawing is via one of a frontal recess of the control housing 11 absorbed rubber-elastic reaction element 13 and a head flange 15 having push rod 14 to a piston, not shown, of a merely schematically indicated master cylinder 16 transferred to the vacuum side of the amplifier housing 1 is appropriate.

Zum Zurückstellen der beweglichen Wand ist eine erste Feder bzw. eine Rückstellfeder 28 vorgesehen, die zwischen dem Steuergehäuse 11 und dem vorderen Gehäuseteil 22 eingespannt ist.To reset the movable wall is a first spring or a return spring 28 provided between the control housing 11 and the front housing part 22 is clamped.

Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, ist der oben erwähnte Ventilkolben 10 zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem ersten Kolbenteil 20, das mit dem Krafteingangsglied 6 kraftübertragend verbunden ist, sowie einem zweiten Kolbenteil 21, das das erste Kolbenteil 20 derart radial umgreift, dass das letztgenannte darin axial verschiebbar geführt ist. Der Entkopplung des Krafteingangsglieds 6 von dem nachgeschalteten Bremssystem dient ein axialer Abstand „a" zwischen beiden Kolbenteilen 20, 21, durch den einen begrenzten Betätigungsweg des ersten Kolbenteils 20 definiert ist. Im zweiten Kolbenteil 21 ist an seinem dem ersten Kolbenteil 20 abgewandten Ende ein elastisches Anschlagelement 25 angeordnet. An dem dem Anschlagelement 25 abgewandten Ende ist am zweiten Kolbenteil 21 der vorhin erwähnte Atmosphärendichtsitz 19 ausgebildet, der in Richtung auf den Tellerventilkörper 7 zu mittels einer zweiten Feder 29 vorgespannt ist, die zwischen dem zweiten Kolbenteil 21 und dem Steuergehäuse 11 angeordnet ist. Außerdem ist eine dritte Feder bzw. eine Ventilkolbenrückholfeder 30 vorgesehen, die sich einerseits am Steuergehäuse 11 und andererseits an einem am Krafteingangsglied 6 ausgebildeten Bund 31 abstützt. Für eine einwandfreie Funktion des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist wichtig, die Federkräfte F1, F2, F3 der ersten (28), der zweiten (29) sowie der dritten Feder 30 derart auszulegen, dass die von der ersten Feder 28 aufgebrachte Rückstellkraft F1 größer ist als die von der zweiten Feder 29 aufgebrachte Kraft F2 und dass die von der zweiten Feder 29 aufgebrachte Rückstellkraft F2 größer ist als die von der dritten Feder 30 aufgebrachte Kraft F3. Der Erfassung der Bewegung des Krafteingangsglieds 6 dienen Wegsensormittel, die im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen am Krafteingangsglied 6 angeordneten Magnetring 26 sowie ein Wegsensorelement 27 gebildet sind, dessen Messsignale über eine Leitung 32 einem außerhalb der Unterdruckkammer 4 am vorderen Gehäuseteil 22 angebrachten Stecker 33 zugeführt werden.As can be seen from the drawing, the above-mentioned valve piston 10 formed in two parts and consists of a first piston part 20 that with the force input member 6 force transmitting connected, and a second piston part 21 , which is the first piston part 20 engages radially such that the latter is guided axially displaceable therein. The decoupling of the force input element 6 from the downstream brake system serves an axial distance "a" between two piston parts 20 . 21 , by which a limited actuating travel of the first piston part 20 is defined. In the second piston part 21 is at his the first piston part 20 opposite end of an elastic stop element 25 arranged. At the stop element 25 opposite end is on the second piston part 21 the previously mentioned atmospheric sealing seat 19 trained, which in the direction of the poppet valve body 7 to by means of a second spring 29 is biased between the second piston part 21 and the control housing 11 is arranged. In addition, a third spring or a valve piston return spring 30 provided, on the one hand on the control housing 11 and on the other hand at one of the force input member 6 trained bunch 31 supported. For a perfect function of the brake booster according to the invention, it is important that the spring forces F1, F2, F3 of the first ( 28 ), The second ( 29 ) as well as the third spring 30 be interpreted as that of the first spring 28 applied restoring force F1 is greater than that of the second spring 29 applied force F2 and that of the second spring 29 applied restoring force F2 is greater than that of the third spring 30 applied force F3. The detection of the movement of the force input element 6 serve Wegsensormittel, in the embodiment shown by a on the force input element 6 arranged magnetic ring 26 and a displacement sensor element 27 are formed, whose measuring signals via a line 32 one outside the vacuum chamber 4 on the front housing part 22 attached plug 33 be supplied.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 0505375 B1 [0002] EP 0505375 B1 [0002]

Claims (6)

Pneumatischer Bremskraftverstärker, vorzugsweise Unterdruck-Bremskraftverstärker, für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Krafteingangsglied (Kolbenstange), das mit einem Bremspedal gekoppelt ist, einem Verstärkergehäuse, das durch eine axial bewegliche Wand in eine erste Kammer konstanten Druckes bzw. eine Unterdruckkammer und eine zweite Kammer veränderlichen Druckes bzw. eine Arbeitskammer dichtend unterteilt ist, sowie mit einem Steuerventil zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer bzw. mit der Atmosphäre, das durch einen mit dem Krafteingangsglied kraftübertragend verbundenen Ventilkolben betätigbar ist, der zweiteilig ausgebildet ist und aus einem mit dem Krafteingangsglied gekoppelten ersten Kolbenteil sowie einem zweiten Kolbenteil besteht, mit dem das erste Kolbenteil kraftübertragend zusammen wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenteil (20) im zweiten Kolbenteil (21) axial verstellbar derart angeordnet ist, dass zwischen den Kolbenteilen (20, 21) eine begrenzte Relativbewegung möglich ist.Pneumatic brake booster, preferably vacuum brake booster, for a motor vehicle hydraulic brake system having a force input member (piston rod) coupled to a brake pedal, an intensifier housing passing through an axially movable wall into a first constant pressure chamber and a second chamber variable pressure or a working chamber is sealingly divided, and with a control valve for connecting the working chamber with the vacuum chamber or with the atmosphere, which is actuated by a power input to the force input member connected to the valve piston, which is formed in two parts and from a coupled to the force input element the first piston part and a second piston part, with which the first piston part acts in a force-transmitting manner, characterized in that the first piston part ( 20 ) in the second piston part ( 21 ) is arranged axially adjustable such that between the piston parts ( 20 . 21 ) a limited relative movement is possible. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Kolbenteil (21) der Atmosphärendichtsitz (19) des Steuerventils (9) ausgebildet ist.Pneumatic brake booster according to claim 1, characterized in that on the second piston part ( 21 ) the atmospheric sealing seat ( 19 ) of the control valve ( 9 ) is trained. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Feder (28) vorgesehen ist, die die bewegliche Wand (2) entgegen der Betätigungsrichtung des Bremskraftverstärkers vorspannt, dass eine zweite Feder (29) vorgesehen ist, die das zweite Kolbenteil (21) entgegen der Betätigungsrichtung des Bremskraftverstärkers vorspannt, dass eine dritte Feder (30) vorgesehen ist, die das erste Kolbenteil (20) bzw. das Krafteingangsglied (6) entgegen der Betätigungsrichtung des Bremskraftverstärkers vorspannt, und dass die von der ersten Feder (28) aufgebrachte Rückstellkraft (F1) größer ist als die von der zweiten Feder (29) aufgebrachte Kraft (F2) und dass die von der zweiten Feder (29) aufgebrachte Rückstellkraft (F2) größer ist als die von der dritten Feder (30) aufgebrachte Kraft (F3).Pneumatic brake booster according to claim 1 or 2, characterized in that a first spring ( 28 ) is provided, which the movable wall ( 2 ) biasing against the actuating direction of the brake booster that a second spring ( 29 ) is provided, which the second piston part ( 21 ) against the actuation direction of the brake booster pretensions that a third spring ( 30 ) is provided, which the first piston part ( 20 ) or the force input element ( 6 ) biased against the actuating direction of the brake booster, and that of the first spring ( 28 ) applied restoring force (F1) is greater than that of the second spring ( 29 ) applied force (F2) and that of the second spring ( 29 ) applied restoring force (F2) is greater than that of the third spring ( 30 ) applied force (F3). Pneumatischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Kolbenteil (21) ein elastisches Anschlagelement (25) angeordnet ist, mit dem das erste Kolbenteil (20) in Eingriff bringbar ist.Pneumatic brake booster according to claim 1, 2 or 3, characterized in that in the second piston part ( 21 ) an elastic stop element ( 25 ) is arranged, with which the first piston part ( 20 ) is engageable. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (26, 27) zum Sensieren der Bewegung des ersten Kolbenteils (20) vorgesehen sind.Pneumatic brake booster according to one of claims 1 to 4, characterized in that means ( 26 . 27 ) for sensing the movement of the first piston part ( 20 ) are provided. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Sensieren der Bewegung des ersten Kolbenteils (20) durch einen am Krafteingangsglied (6) angeordneten Magnetring (26) sowie ein im Lufteintrittsbereich des Bremskraftverstärkers angeordnetes Wegsensorelement (27) gebildet sind.Pneumatic brake booster according to claim 5, characterized in that the means for sensing the movement of the first piston part ( 20 ) by one at the force input member ( 6 ) arranged magnetic ring ( 26 ) and arranged in the air inlet region of the brake booster Wegsensorelement ( 27 ) are formed.
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