DE2239667A1 - Durch druckunterschied betaetigbarer verstaerker, insbesondere bremskraftverstaerker fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

GIRLIMG LIMITED Birmingham, Warwickshire, England

Durch Druckunterschied betätigbarer Verstärker, insbesondere Bremskraftverstärker für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen durch Druckunterschied betätigbaren Verstärker, insbesondere einen Bremskraftverstärker für Fahrzeuge, bei dem ein unter Belastung wirkendes Betätigungsglied durch Aufbringen unterschiedlicher Fluiddrücke auf eine bewegliche Wand verschiebbar ist.

Es sind bereits Anlagen, in denen derartige Verstärker verwendet sind, bekannt, die unter Steuerung eines Ventils arbeiten, welches so angeordnet ist, daß es den Druck an einer Seite der beweglichen Wand in bezug auf den Druck an der anderen Seite dieser Wand ändert. Man ist sich auch darüber klar, daß es wünschenswert ist, am Betätigungsglied des Ventils für eine Reaktion zu sorgen, die von der Bedienungsperson wahrgenommen werden kann und dem Ausmaß des zwischen den beiden Seiten der Wand erzeugten Druckunterschieds proportional ist. Bei einer Fahrzeugbremsanlage erhält die Bedienungsperson dann ein "Gefühl" für die Bremsen, das es ihr erleichtert, die Stärke der Bremsbetätigung zu steuern.

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Eine zweckmäßige Art und Weise, für die notwendige Reaktion bzw. das Bremsgefühl zu sorgen, besteht darin, die bewegliche Wand so anzuordnen, daß sie entsprechend dem Druckunterschied konisch oder schalenförmig verformt wird, wenn der Bremskraftverstärker druckbeaufschlagt wird und daß sie die aus dieser Verformung resultierende Reaktion zur Bedienungsperson zurück überträgt. Zu diesem Zweck ist bereits vorgeschlagen worden, die bewegliche Wand als ringförmige, elastische Membran auszubilden, die von einer sogenannten sich durchbiegenden Platte abgestützt ist, welche radiale Schlitze hat, die der Platte eine schalenförmige oder konische Verformung bzw. ein Durchbiegen entsprechend Druckunterschieden an ihren beiden Seiten ermöglichen.

Aus der Britischen Patentschrift 1 144 566 der Anmelderin ist es bereits bekannt, daß die sich durchbiegende Platte eines durch Druckunterschied betätigbaren Verstärkers eine Vielzahl von starren, einzelnen radialen Fingern aufweist, die in einer Durchbiegungen in bezug zueinander erlaubenden Weise von einer Stützeinrichtung getragen sind, die die Finger gleichzeitig an in Kreisrichtung in regelmäßigen Abständen und radial festliegenden Stellen hält, wodurch eine radial geschlitzte, ringförmige Platte gebildet wird.

Bei derartigen Verstärkern hat die ringförmige, elastische Membran einen Hauptbereich, der sich im allgemeinen von der Achse des Verstärkers radial nach außen erstreckt, hat aber auch einen sich achsial erstreckenden Bereich, der radial außerhalb der sich durchbiegenden Platte und im Bereich der Umfangswand des Verstärkergehäuses liegt. Der sich axial erstreckende Bereich der Membran ist von einem sich axial erstreckenden Bereich eines ringförmigen Wandelements abgestützt, welches gleichfalls einen sich radial nach innen erstreckenden Bereich hat, mit dem das radial äußere Ende einer Seite der sich durchbiegenden Platte, die dem Ventil zugewandt ist, in Eingriff bringbar ist.

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Um die Finger in solcher Stellung abzustützen, daß sie die sich durchbiegende Platte bilden, ist es bekannt, die Finger in regelmäßigen Kreisbständen voneinander in Taschen zu halten, die zwischen zwei aufeinanderangeordneten Platten oder Tafeln aus Kunststoff gebildet sind. Diese Anordnung ist jedoch nicht immer zweckmäßig.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stütze für die Finger zu schaffen, die unter allen Umständen zv/eckmäßig ist und gleichzeitig die Notwendigkeit der Verwendung des mit Taschen versehenen Kunststoffs umgeht.

Gemäß der Erfindung sind die radial äußeren Enden mindesten einiger die sich durchbiegendenPlatte bildenden Finger in einem radial nach innen ragenden Bereich des ringförmigen Randelements in ihrer Lage bestimmt.

Bei einem bevorzugter? Ausführungsbeispiel der Erfindung v/eist der radial nach innen ragende Bereich des ringförmigen P.andeleraents mehrere gekrümmte Streifen auf, die am Körper des Randelements durch sich radial erstreckende Arme befestigt sind und so angeordnet und bemessen sind, daß sie die axiale Bewegung der radial äußeren Enden kürzerer Finger in bezug auf die radial äußeren Enden längerer Finger in Richtung vom Ventil weg begrenzen.

Die Erfindung -vird nachfolgend mit vorteilhaften Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispjßls näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschniti^Öur-ch einen Bremskraftverstärker gemäß der Erfindung;

Figur 2 eine Vorderansicht eines Teils des in Figur 1 gezeigten Verstärkers in größerem Maßstab, aus der das Verfahren zum Anordnen der die πich durchbiegende Platte bildenden Finger im einzelnen hervorgeht;

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Figur 3 einen Schnitt längs der Linie A-A in

Figur 2,

Wie insbesondere aus Figur 1 hervorgeht, gehören zu den zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teilen des Bremskraftverstärkers ein Strömungssteuerventil 10, eine Membran 11, ein Ventilsitzglied 12, eine kreisförmige, sich durchbiegende Platte 14 und ein verformbares, ringförmiges Ventilverschlußglied 16, von denen die sich durchbiegende Platte unter der Wirkung einer unter Federspannung stehenden schalenförmigen Platte 18 verformbar ist. Eine zusätzliche Feder 20 bewirkt die entsprechende Verformung des Ventilverschlußgliedes 16. Das Strömungssteuerventil 10 hat eine Längsachse 17.

Das Ventilsitzglied 12, welches eine axiale öffnung hat, ist an seinem dem Ventilverschlußglied 16 benachbarten Ende mit zwei radial im Abstand voneinander liegenden, ringförmigen Ventilsitzen 24 und 26 versehen, die von der in Figur 1 gesehen linken freien Stirnfläche vorstehen. Der ringförmige Raum zwischen den Ventilsitzen 24, 26 steht über vier in Umfangrichtung im Abstand voneinander liegenden Durchlässe mit der Rückseite des Ventilsitzgliedes 12, das heißt mit der in Figur 1 gesehen rechten Seite desselben in Verbindung.

Das VentilVerschlußglied 16 dient als gemeinsames Ventilverschlußglied für beide Ventilsitze 24, 26 und ist als ringförmige, elastische Scheibe mit einem in axialer Richtung weisenden Abschnitt in Form einer Hülse 30 ausgebildet. Das Ventilverschlußglied 16 ist mit beiden Ventilsitzen 24 und 26 in Eingriff bringbar, wobei seine Hülse mit dem Schaft 34 einer in axialer Richtung angeordneten Abgabestange 35 des Bremskraftverstärker s abdichtend in Eingriff steht.

Die Anordnung ist normalerweise so, daß der von der öffnung 22 im Ventilsitzglied 12 gebildete radial innere Kanal

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ständig mit der Umgebungsluft in Verbindung steht. Während des Betriebes und bei einer Betriebsstellung des Bremskraftverstärkers ist die sich durchbiegende Platte 14 so verformt, daß sie das Ventilverschlußglied 16 vim den gesamten Umfang des radial inneren Ventilsitzes 24 herum kippt. Durch das Kippen des Verschlußgliedes 16 um den inneren Ventilsitz 24 wird das Ventilverschlußglied 16 konisch verformt, wodurch es sich vom äußeren Ventilsitz 26 abhebt, so daß die Durchlässe 28 mit einer Kammer 36 in Verbindung treten können, die durch öffnungen 33 in der schalenförmigen Platte 18 an einen entlüfteten Bereich 37 des Bremskraftverstärkers angeschlossen ist. Bei dieser Stellung wird auf beide Seiten der Membran 11 des Bremskraftverstärkers Unterdruck aufgebracht, der sich dann sozusagen in einem zeitweiligen Vakuumzustand befindet.

Wenn das Bremspedal zum Betätigen der Bremsen heruntergedrückt wird, wird das Ventilsitzglied12 von einer Eingabestange 13 in Figur 1 gesehen nach links bewegt, mit dem ersten Ergebnis, daß durch diese Bewegung die vorhergehende Durchbiegung der Platte 14 aufgehoben und es dem Ventilverschlußglied 16 ermöglicht wird, sich an beide Ventilsitze und 26 anzulegen. Dann sind die beiden Seiten der Membran 11 voneinander getrennt. Durch weiteres Herunterdrücken des Bremspedals mit daraus resultierender weiterer Bewegung des Ventilsitzgliedes 12 nach links wird die Platte 14 in entgegengesetzter Richtung konisch verformt,, wobei das Ventilsitzglied 16 an den äußeren Ventilsitz 26 angelegt bleibt und sich vom inneren Ventilsitz 24 abhebt. Hierdurch werden die Durchlässe 28 mit der öffnung 22 in der Mitte und folglich mit der Umgebungsluft in Verbindung gebracht, so daß über die Membran hinweg ein Druckunterschied erzeugt wird, der die Membran zusammen mit der sich durchbiegenden Platte 14 und der schalenförmigen Platte 18 nach links bewegt. Hierdurch wird auf die Abgabestange 35 eine Ausgangskraft aufgebracht, die gemeinsam mit der auf die Eingabestange aufgebrachten Eingangskraft eine Betätigungskraft für den Kolben eines hier nicht gezeigten HauptbremsZylinders darstellt.

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Wie im einzelnen aus Figur 2 zu entnehmen ist, ist die sich durchbiegende Platte 14 aus einer Anzahl von radial nach außen divergierenden, sich durchbiegenden Fingern aufgebaut, /en denen drei 40 verhältnismäßig lang sind und sich nach innen bis in die Nähe des Schaftes 34 der Abgabestange 35 erstrecken, während die restlichen Finger 42 verhältnismäßig kurz sind. Die längeren Finger 40 haben teilkreisförmige Aussparungen 46 (siehe Figur 3) in einem Abschnitt 48 mit parallelen Seiten an ihrem schmaleren Ende. Mit diesen Aussparungen 46 stehen in axialer Richtung weisende Nasen 50 in Eingriff, die von einem ringförmigen Federhalteglied 52 getragen sind, das die Hülse 30 des Ventilverschlußgliedes 16 umgreift und dazu dient, auf das Ventilverschlußglied 16 die Vorspannkraft der Feder 20 (Figur 1) zu übertragen, die in solcher Richtung wirkt, daß sie das Ventilverschlußglied 16 gegen den radial inneren Ventilsitz 24 drückt. TatsächlicV tragen auch die inneren Enden der längeren Finger 40 und eine ringförmige Platte 6O zum übertragen der Vorspannkraft der Feder 20 bei.

Radial außerhalb des Federhaltegliedes 52 ist ein ringförmiges Glied 62 von rinnenartigem Querschnitt angeordnet, das in Umfangsrichtung im Abstand voneinander liegende Schlitze hat, durch die sich die längeren Finger 40 erstrecken. Aufgabe des Gliedes 62 ist es, Reaktionskräfte von den längeren Fingern 40 um den Umfang des Ventilverschlußgliedes 16 herum gleichmäßig zu verteilen.

Die kürzeren Finger 42 haben an ihren radial inneren Enden teilkreisförmige Aussparungen 64, mit denen in axialer Richtung weisende Nasen oder Warzen 66 in Eingriff stehen, die ein als Reaktionsring bezeichnetes ringförmiges Glied 68 trägt. Der Reaktionsring 68 hat einen ringförmigen Flansch 70, der in einem Teil der Membran 11 eingebettet ist, welcher am Ventilsitzglied 12 starr befestigt ist. Aufgrund dieser Konstruktion werden Reaktionskräfte, die von den um ihren Berührungspunkt

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mit der schalenförmigen Platte 18 schwenkenden kürzeren Fingern 42 erzeugt werden, über den Reaktionsring 68, die Membran 11 und das Ventilsitzglied 12 auf die Eingabestange 13 zurück übertragen.

Der Reaktionsring 68 hat ferner drei in ümfangsrichtung im Abstand voneinander liegende Schlitze, durch die die drei längeren Finger 40 ragen.

Die radial äußeren Enden der längeren Finger 40 sind mit Hilfe der schalenförmigen Platte 18 in ihrer Lage fixiert und gehalten, denn diese Platte steht mit diesen Fingern am Schwenkpunkt 72 (siehe Figur 1) in Eingriff.

Ein Hauptbereich 11a der ringförmigen, elastischen Membran 11 erstreckt sich insgesamt radial nach außen von der Verstärkerachse 17. Die Membran 11 hat aber auch einen sich axial erstreckenden Bereich llh, der radial außerhalb der sich durchbiegenden Platte 14 und im Bereich einer Umfangswand 100 eines Gehäuses 102 des Verstärkers liegt. Der sich axial erstreckende Bereich lib der Membran ist von einem sich axial erstreckenden zylindrischen Teil 76a eines ringförmigen Randelements 76 abgestützt.

Die radial äußeren Enden der kürzeren Finger 42 sind zwischen einem sich radial nach innen erstreckenden Schenkel 76b des Randelements 76 und drei gekrümmten Streifen 74a, 74b, 74c, die jeweils den drei Gruppen der kürzeren Finger 42 zugeordnet und alle über sich radial erstreckende Arme 78 mit dem zylindrischen Teil 76a des Randelements 76 verbunden sind, in ihrer Lage fixiert und.gehalten. Aufgrund dieser Anordnung ist die axiale Bewegung der äußeren Enden der kürzeren Finger 42 durch die gekrümmten Streifen 74 begrenzt, wodurch gewährleistet ist, daß die Hauptarbeit von den längeren Fingern 40 geleistet wird, deren äußere Enden von den gekrümmten Streifen unbeeinflußt und deshalb geeignet sind, über eine größere Strecke

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als die kürzeren Finger 42 eine axiale Bewegung auszuführen. Bel dem hler beschriebenen Ausführungebeisplel sind die gekrümmten Streifen 74 und die sich radial erstreckenden Arme 78 In einem Stück mit dem dngförmigen Randelement 76 ausgebildet.

Wenn auch bei dem hler beschriebenen Ausführungsbelsplel lange und kurze Finger die sich durchbiegende Platte bilden, kann doch bei anderen Ausführungsbeispielen die sich durchbiegende Platte aus einer Vielzahl von Fingern gleicher Größe aufgebaut sein, wie das beispielsweise in der bereits genannten britischen Patentschrift 1 144 566 der Anmelderin der Fall ist. Hierbei wären die gekrümmten Streifen von einem einzigen Band ersetzt, welches sich um 360° erstreckt und alle Finger in ihrer Lage bestimmt.

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Claims (4)

Ansprüche

1. Durch Druckunterschied betätigbarer Verstärker, insbesondere Bremskraftverstärker für Fahrzeuge, mit einem unter Belastung wirkenden Betätigungsglied, welches durch Aufbringen ₄von unterschiedlichem Fluiddruck unter der Steuerung eines Ventils über eine ringförmige, elastische ..Membran verschiebbar ist, und mit mehreren, starren, einzelnen, sich radial erstreckenden Fingern, die in bezug aufeinander durchbiejgbar abgestützt sind und eine radial geschlitzte, ringförmige, sich durchbiegende Platte bilden, bei dem die Membran einen ersten Bereich hat, der sich insgesamt radial nach außen von der Verstärkerachse erstreckt, und einen zweiten, sich axial erstreckenden Bereich, der radial außerhalb der sich durchbiegenden Platte liegt und von einem sich axial erstreckenden Teil eines ringförmigen Randelements abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußeren Enden mindestens einiger der die sich durchbiegende Platte (14) bildenden Finger (42) in einem radial nach innen ragenden Teil (74, 76b) des ringförmigen Randelements (76) in ihrer . Lage bestimmt sind.

2. Verstärker nach Anspruch 1, bei dem das Ventil koaxial zur Verstärkerachse angeordnet ist, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der radial nach innen ragende Teil des ringförmigen Randelements (76) einen ersten Schenkel (76b), mit dem diejenige Seite (42b) jedes der Finger (42) in Eingriff steht, die dem Ventil (10) zugewandt ist, und mindestens einen zweiten Schenkel (74a, 74b, 74c) hat, der mit der anderen Seite (42a) mindestens einiger der Finger (40, 42) in Eingriff steht.

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3. Verstärker nach Anspruch 1, bei dem einige der Finger länger sind als andere und sich die längeren Finger radial weiter nach innen erstrecken als die kürzeren Finger und beiden das Ventil koaxial zur Verstärkerachse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der radial nach innen ragende Teil des ringförmigen Randelements (76) mehrere gekrümmte Streifen (74a, 74b, 74c) hat, die am Körper des Randelements (76) mit sich radial erstreckenden Armen (78) befestigt und so in ihrer Lage bestimmt und bemessen sind, daß sie die axiale Bewegung der radial äußeren Enden der kürzeren Finger (42) in bezug auf die radial äußeren Enden der längeren Finger (40) in Richtung vom Ventil (10) weg begrenzen.

4. Verstärker nach Anspruch 1, bei dem die Finger alle die gleiche Länge haben und das Ventil koaxial zur Verstärkerachse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der radial nach innen ragende Teil des ringförmigen Randelements (76) zwei axial im Abstand voneinander angeordnete, ringförmige Schenkel hat, die sich zu beiden Seiten der radial äußeren Enden aller Finger erstrecken.

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