DE2345314C3 - Durch Druckunterschied betätigter Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen durch Druckunterschied betätigten Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die bei solchen Bremskraftverstärkern vorgesehene Biegeplatte wird in Abhängigkeit vom Druckunterschied bei Betätigung des Bremskraftverstärkers konisch verformt. Die aus dieser Verformung herrührende Reaktionskraft wird zum Benutzer der Bremse hin übertragen, wodurch diesem ein »Gefühl« für die Bremse vermittelt wird, das ihm bei der Kontrolle des Ausmaßes der Betätigung der Bremse hilft.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Bremskraftverstärker (DE-AS 15 30818) nimmt die Tiefe der an der Biegeplatte ausgebildeten Sicken von innen nach außen ab und haben die Sicken eine abgerundete Oberfläche. Bei Beanspruchung der Biegcplatte auf Biegung besteht dadurch die Gefahr, daß sich die Oberseiten der Sicken abflachen, wodurch sich die h^r> Biegeplatte insgesamt verbiegen und permanent verformen kann, was die Funktionslüchtigkeit des Bremskraftverstärkers beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Bremskraftverstärker derart auszubilden, daß die Biegeplatte auch großen mechanischen Beanspruchungen standhält und auf diese Weise die Funktionstüchtigkeit des Bremskraftverstärkers erhöht ist

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erhält die Biegeplatte eine hohe radiale Steifigkeit ist aber in Umfangsrichtung biegeweich, wodurch sie nur konisch verformt werden kann und die Gefahr bleibender Verformungen der Biegeplatte wesentlich herabgesetzt wird.

Die Merkmale des Anspruchs 2 wirken der Gefahr einer Beschädigung der Sicken der Biegeplatte noch weiter entgegen. Entsprechendes gilt für die Merkmale der Ansprüche 3 und 4.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemaüscher Zeichnungen beispielsweise erläutert Es stellt dar

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Bremskraftverstärker;

F i g. 2 einen vergrößerten Axialschnitt durch den im Bremskraftverstärker gemäß F i g. 1 verwendeten Ventilkörper und

Fig.3 eine perspektivische Ansicht der im Bremskraftverstärker gemäß F i g. 1 verwendeten Biegeplatte.

Ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Gehäuse des dargestellten Bremskraftverstärkers besteht aus zwei zylindrischen becherförmigen Teilen 12 und 14, an deren äußeren Rändern radial auswärts gerichtete Flansche 16 ausgebildet sind, zwischen denen der äußere Rand 18 einer eine bewegliche Wand bildenden elastischen Membran 20 eingeklemmt ist, die das Innere des Gehäuses 10 in zwei Druckmittelkammern 22 und 24 teilt.

Die Membran 20 weist einen im wesentlichen zylindrischen Bereich 20a und einen im wesentlichen radialen Bereich 206 auf, dessen radial inneres Ende luftdicht mit dem Rand eines vorderen Abschnittes 26a mit vergrößertem Durchmesser eines Ventilkörpers 26 in Eingriff ist, der sich nach rückwärts durch ein ringförmiges Lager 28 erstreckt, das um eine axiale öffnung angeordnet ist, die in der rückwärtigen Wand des Gehäuseteils 14 ausgebildet ist. Mittels dieser Anordnung ist der Ventilkörper 26 relativ zum Gehäuse 10 bei Verschiebung einer Eingabestange 30 beweglich; die Eingabestange 30 ist mittels eines Gelenklagers 32 und eines konischen Rohres 34, das mit Übermaß in einer mit einem Gewinde versehenen inneren Bohrung 36 des Ventilkörpers 26 aufgenommen ist, verbunden.

Der zylindrische Bereich 20a der Membran 20 wird von einem zylindrischen Bereich 38a eines Kolbenschurzes 38 aufgenommen; der Kolbenschurz 38 besteht aus elastischem Material und weist einen einwärts gerichteten Bereich 38i> auf, der sich gemäß F i g. 1 im nicht beanspruchten Zustand schräg erstreckt, der aber unter bestimmten Arbeitsbedingungen des Verstärkers so weit verformt werden kann, daß er sich radial einwärts erstreckt.

Der radiale Bereich 20b der Membran 20 wird von einer ringförmigen Biegeplatte 40 aus dünnem elastischem Material abgestützt, in der radiale Sicken 100 (vgl. Fig. 3) durch Falzen oder Pressen derart ausgebildet sind, daß die Dicke der Biegeplatte 40 überall gleich ist. Die Sicken 100 weisen einander abwechselnde Erhebungen mit flachen Oberseiten und Vertiefungen mit flachen Unterseiten von etwa gleichem Teilungswinkel und gleichbleibender Tiefe auf.

Mittels dieser Konstruktion besitzt die Biegeplatte 40 eine relativ hohe radiale Steifigkeit, ist aber in Unsiangsrichtung relativ schwach, so daß sie konisch deformiert werden kann.

Die vordere Oberfläche der Biegeplatte 40 liegt an einem Ringwulst 42 an, der am Rande einer Lagerplatte 44 ausgebildet ist Die Lagerplatte 44 ist auf einer als Kraftabgabeglied dienenden Abgabestange 46 befestigt und wird von einer Schraubenfeder 48 gegen die Biegeplatle 40 gedrückt Der Ringwulst 42 hat einen Durchmesser, bei-dem das für den Bremskraftverstärker erforderliche Verstärkungsverhältnis erreicht wird, und ist mit Ansätzen versehen, die in die Sicken der Biegeplatte 40 passen. So wird ein Einbeulen des dünnen Materials der Biegeplatte 40 vermieden, so daß die durch die Sicken hervorgerufene radiale Steifigkeit erhalten bleibt Das rückwärtige Ende der Abgabestange 46 erstreckt sich in einen Abschnitt der Bohrung 36 mit verringertem Durchmesser und weist einen Kopf 50 auf, der an einer Schulter innerhalb der Bohrung anliegt.

Das vordere Ende des Ventilkörpers 26 trägt einen Ring mit sich axial erstreckenden Vertiefungen und Ansätzen 54 (Fig.2). Die Ansätze 54 greifen im die Sicken 100 der Biegeplatte 40 ein. Radial innerhalb der Ansätze 54 weist die vordere Stirnfläche des Ventilkörpers 26 zwei konzentrische, ringförmige Ventilsitze 56 und 58 auf. Radial einwärts des inneren Ventilsitzes 56 steht ein axialer Durchlaß über die Bohrung 36 des Ventilkörpers 26 mit der Atmosphäre in Verbindung. Zwischen den Ventilsitzen sind Durchlässe angeordnet, die mit der rückwärtigen Kammer 24 des Gehäuses in Verbindung stehen.

Die Abgabestange 46 weist ein biegsames, ringförmiges Ventilverschlußglied 64 auf, dessen vorderer Hülsenbereich durch das innere Ende der Biegeplatne 40 hindurchtritt und die Abgabestange bei 66 luftdicht umfaßt. Im nicht verwundenen bzw. unverforrnten Zustand (gemäß F i g. 1) ist die rückwärtige Oberfläche des Ventilverschlußgliedes 64 mit dem inneren Ventilsitz 56 in Eingriff; zwischen der Oberfläche des Ventilverschlußgliedes 64 und dem äußeren Ventilsitz 58 besteht dabei wegen der kürzeren axialen Länge des äußeren Ventilsitzes ein kleiner Zwischenraum.

Ein ringförmiges Bauteil, das im folgenden als Ventiiverschiebeplatte 70 bezeichnet ist, ist am Ventilverschlußglied 64 derart angebracht, daß sein radial inneres Ende an der nach vorne zeigenden Seite des radial äußeren Endes des Ventilverschlußgliedes 64 anliegt. Die Ventilverschiebeplatte 70 weist öffnungen bzw. Schlitze auf, durch die die Ansätze 54 des Ventilkörpers 26 mit Spiel durchtreten; das radiale äußere Ende dieser Ventilverschiebeplatte 70 erstreckt sich schräg nach vorne durch einen Ringraum 80 hindurch und ist mit der verrippten Biegeplatte 40 in Eingriff; die Eingriffstelle liegt radial außerhalb der Berührung zwischen den Ansätzen 54 und der Biegeplatte 40.

Die rückwärtige Oberfläche des radialen Bereichs 20ό der Membran 20 weist einen verdickten Abschnitt 76 auf, an dem eine mit dem rückwärtigen Teil 14 des Gehäuses verbundene Platte 78 anliegt, die als rückwärtiger Anschlag für die Membran 20 dient. Um eine Druekmittelverbindung zwischen dem Ausgang eines Durchlasses im Ventilkörper 26 und der rückwärtigen Kammer 24 des Gehäuses zu schaffen, kann entweder die Platte 78 mit öffnungen (nicht dargestellt) oder der verdickte Abschnitt 76 der Membran 20 verrippt bzw. mit Ansätzen ausgebildet sein, um den Durchtritt von Druckmittel zwischen der Membran 20 und der Platte 78 zu ermöglichen.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Bremskraftverstärkers ist die folgende:

Im nicht betätigtem Zustand gemäß F i g. 1 ist durch den Eingriff zwischen dem Ventilverschlußglied 64 und dem inneren Ventilsitz 56 die Verbindung zur Atmosphäre abgesperrt Ober die radialen Zwischenräume zwischen der verrippten Biegeplatte 40 und der Membran 20, den Ringraum 80, die Abstände zwischen den Ansätzen 54 und der Ventilverschiebeplatte 70, den Spalt zwischen dem Ventilverschlußglied 64 und dem äußeren Ventilsitz 58 und die Durchlässe im Ventilkörper 26 besteht jedoch eine Verbindung zwischen der vorderen und rückwärtigen Kammer 22 bzw. 24. Weil die vordere Kammer 22 über einen Anschluß 82 an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist, herrscht auf beiden Seiten der Membran 20 in diesem Zustand Unterdruck.

Wenn die Eingabestange 30 betätigt wird, wird der Ventilkörper 26 nach links (gemäß F i g. 1) relativ zum Gehäuse 10 verschoben, so daß das radiale innere Ende der Biegeplatte 40 wegen seiner Berührung mit den Ansätzen 54 ebenfalls nach links gedrückt wird. Der Bewegung der Biegeplatte 40 insgesamt nach links steht jedoch die federbelastete Lagerplatte 44 entgegen, so daß diese Bewegung zu einer konischen Verformung der Biegeplatte 40 relativ zur zentralen Achse des Bremskraftverstärkers führt. Auf diese Weise bewegen sich die radialen inneren Bereiche der Biegeplatte nach vorne, d. h. nach links, und die radial äußeren Bereiche bewegen sich rückwärts, d. h. nach rechts.

Als Ergebnis dieser Bewegung und Verformung wird das äußere Ende der Ventilverschiebeplalte 70, das mit der Biegeplatte 40 in Eingriff ist, relativ zum Ventilkörper 26 nach rückwärts verschoben. Diese letztere Bewegung wird von der Ventilverschiebeplatte 70 auf das Ventilverschlußglied 64 übertragen, das gegen den äußeren Ventilsitz 58 schließt und so die Verbindung zwischen den beiden Kammern 22 und 24 absperrt. Weil die Ventilverschiebeplatte 70 nur an ihrem äußeren Ende mit der Biegeplatte 40 in Berührung ist, können kleine Bewegungen der Biegeplatte 40 relativ größere Bewegungen des Ventilverschlußgliedes 64 hervorrufen und entsprechend sind nur kleine konische Verbiegungsbewegungen zur Betätigung des Ventils erforderlich.

Weitere Bewegung des Ventilkörpers 26 nach links bewirkt, daß sich die Biegeplatte 40 genügend stark konisch verformt, um das Ventilverschlußglied 64 weg vom inneren Ventilsitz 56 zu heben. Auf diese Weise kann dann Luft in die rückwärtige Kammer 24 des Gehäuses über die zentrale Bohrung 36 im Ventilkörper 26 und die Durchlässe im Ventilkörper 26 gelangen. Weil die vordere Kammer 22 weiter an die Unterdruck-

S5 quelle angeschlossen ist, baut sich über der Membran 20 ein Druckunterschied auf, und die aus der Membran 20 und der Biegeplatte 40 gebildete bewegliche Wand bewegt sich gegen die Kraft der Schraubenfeder 48 nach links; diese Bewegung wird über die Lagerplatte 44

bo auf die Abgabestange 46 übertragen, wodurch die Fahrzeugbremsen betätigt werden.

Wenn auf die Eingabestange 30 keine Kraft mehr wirkt, wird die bewegliche Wand von der Feder 48 zurückbewegi, und der Bremskraftverstärker gelangt

i>> wieder in seinen anfänglichen Zustand. Die Biegeplatte kippt nur um einen einzigen Radius, der durch die Ansätze 54 auf dem Ventilkörper 26 festgelegt ist, egal, ob der an der beweglichen Wand wirksame Druckunter-

schied zunimmt oder abnimmt. Auf diese Art hat man hier ein festes Verstärkungsverhältnis für zunehmende und abnehmende Drücke, so daß die eine Hysterese aufweisende Charakteristik früherer Ausführungsformen vermieden wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Durch Druckunterschied betätigter Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, bei dem ein Kraftabgabeglied durch Beaufschlagung einer beweglichen Wand mit unterschiedlichem pneumatischem Druck verschiebbar ist, mit einem Ventil, das den Druck auf der einen Seite der beweglichen Wand relativ zum Druck auf der anderen Seite wahlweise ändert und ein elastisches Ventilverschlußglied aufweist, sowie mit einer ringförmigen, konisch verformbaren Biegeplatte aus elastischem Flachmaterial, die eine Vielzahl von radial verlaufenden, in gleichmäßigen Winkelabständen angeordneten Sicken aufweist, und die sich an einer mit dem Kraftabgabeglied verbundenen Lagerplatte abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Sicken (100) in der Biegeplatte (40) gebildeten radialen Vertiefungen und Erhebungen mit flachen Oberseiten und flachen Unterseiten versehen sind, untereinander etwa gleichen Teilungswinkel aufweisen und sich bei gleichbleibender Tiefe bis zum Außenumfang der Biegeplatte (40) erstrecken.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerplatte (44) mit Ansätzen versehen ist, die in die Sicken (100) der Biegeplatte (40 eingreifen.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dessen Ventil einen gleichachsig mit der Biegeplatte angeordneten und stirnseitig an ihr anliegenden Ventilkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (26) einen Kranz von Ansätzen (54) aufweist, die in die Sicken (100) der Biegeplatte (40) eingreifen.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (54) des Ventilkörpers (26) durch Schlitze einer mit dem Ventilverschlußglied (64) verbundenen, ringförmigen Ventilverschiebeplatte (70) hindurch radial innerhalb einer to Stelle, an der die Ventilverschiebeplatte an der Biegeplatte (40) anliegt, in deren Sicken (100) eingreifen.