DE2365903A1

DE2365903A1 - Verstaerker fuer eine fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE2365903A1
Application number: DE2365903*A
Authority: DE
Inventors: Patrick Frank Sawyer
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1972-04-04
Filing date: 1973-04-04
Publication date: 1976-11-04
Also published as: DE2365903B2; DE2316894A1; GB1403901A; DE2316894C3; AU5361473A; DE2316894B2; ZA731914B; DE2365903C3

Description

Verstärker für eine Fahrzeugbremsanlage

Die Erfindung betrifft einen Verstärker für eine Fahrzeugbremsanlage mit zwei getrennten Fluidkammern, von denen mindestens eine ständig mit Vakuum und die andere entweder mit der einen Kammer oder mit einer Quelle höheren Druckes mittels eines Ventiles verbindbar ist, das einen flexiblen ringförmigen Schließkörper in einer zentralen Bohrung in einem im Verstärkergehäuse angeordneten Ventilgehäuse aufweist, und mit einer die Fluidkammern, von denen mindestens eine ständig mit Vakuum und die andere entweder mit der einen Kammer oder mit einer Quelle höheren Druckes mittels eines Ventiles verbindbar ist, das einen flexiblen ringförmigen Schließkörper in einer zentralen Bohrung in einem im Verstärkergehäuse angeordneten Ventilgehäuse aufweist, und mit einer die Fluidkammern trennenden flexiblen Membran, welche von einer Biegeplatte mit starren, radialen Fingern unterstützt ist, die von einem Stützglied relativ zueinander beweglich, jedoch in gleichmäßigem Ümfangsabstand und radial fixiert gehalten sind, sowie mit einer Abstützplatte, um welche die Biegeplatte im Betrieb des Verstärkers konisch verformbar ist.

Ein derartiger Verstärker ist bereits vorgeschlagen worden (DT-OS 2 300 355). Dabei ist das Ventilgehäuse an den Fingern der sich

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bei Betätigung konisch verformenden Biegeplatte abgestützt. Im Betrie kann eine das Ventilgehäuse in Richtung auf die Membran bewegende Kraft entstehen, und zwar aufgrund einer auf das Ventilgehäuse wirkenden Druckdifferenz.

Mit der Erfindung soll ein Verstärker der genannten Art so ausgebildet werden, daß das Ventilgehäuse definiert bezüglich des Ausgangsgliedes des Verstärkers abgestützt ist.

Gemäß der Erfindung ist bei einem Verstärker der beschriebenen Art vorgesehen, daß die Lage des Ventilgehäuses relativ zur Abstützplatte durch das Stützglied gesteuert :-.ist.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Stützglied für die Finger einen äußeren Ringabschnitt, der eine Vielzahl von jeweils mit einem der Finger verbundenen Vorsprüngen trägt, sowie einen inneren Ringabschnitt aufweist, der an der Abstützplatte anliegt und eine Vielzahl von Zapfen trägt, deren freie Enden an dem Ventilgehäuse angreifen. Die unmittelbar unter der Wirkung'der Abstützplatte und der diese beaufschlagenden Feder stehenden Zapfen wirken der oben beschriebenen Bewegungstendenz des Ventilgehäuses unter allen Betriebszuständen wirkungsvoll entgegen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen;

Fig, 1 einen Schnitt durch eine Ausführung eines Verstärkers nach der Erfindung;

Fig. la in einem Teilschnitt ein Detail einer abgewandelten Konstruktion eines Teiles des Verstärkers nach Fig.1;

Fig. 1b in einem Teilschnitt ein Detail einer abgewandelten Konstruktion eines anderen Teils des Verstärkers nach Fig.1;

Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 ·

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Der Verstärker nach Fig. 1 hat ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1u bezeichnetes Gehäuse, das aus zwei zylindrischen, becherförmigen Teilen 12 und 14 gebildet ist, deren Umfange je radial nach auswärts gerichtete Flansche 16, 18 mit Wulstabschnitten 20 und 22 versehen sind, zwischen denen der verdickte äußere Umfangsrand 23 einer elastischen Membran 24 eingespannt ist, die zur Unterteilung des Gehäuses 10 in zwei Fluid-Kammern 26 und 28 dient,

Der Verstärker umfaßt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnete Ringventilanordnung, die ein etwa zylindrisches Ventilgehäuse 32 mit einer inneren Bohrung 34 aufweist, welche sich bezüglich des Verstärkergehäuses axial erstreckt. Die Bohrung 34 des Ventilgehäuses 32 weist drei Abschnitte 36, 38, 40 unterschiedlichen Durchmessers auf, die voneinander durch Schultern 42 und 44 getrennt sind, wobei der rückwärtige Abschnitt 36 (in Fig. 1 rechts) den größten Durchmesser und der vordere Abschnitt 40 den kleinsten Durchmesser hat. In dem Bohrungsabschnitt 40 ist gleitend ein zylindrisches Druckstück 46 aufgenommen, dessen rückwärtiges Ende mit einer Kugelaufnahme für eine Kugel am vorderen Ende einer Ventilbetätigungsstange 48 versehen ist. Das vordere Ende des Druckstückes 46 ragt über den Bohrungsabschnitt 40 hinaus und nimmt mit einem Abschnitt 50 kleineren Durchmessers die radial inneren Enden mehrerer starrer, sich radial erstreckender, nach außen erweiternder Finger 51 (Fig.2) auf, die gemeinsam eine Biegeplatte 52 bilden. Die rückwärtigen Flächen der radial inneren Enden der Finger liegen an einer Schulter 54 des Druckstückes 46 an.

Die rückwärtige Fläche der die Biegeplatte 52 bildenden Finger dient als¹ Abstützung für einen radialen Abschnitt der elastischen Membran 24. Die Enden der äußeren Bereiche der Finger sind durch einen Flanschring 54 unterstützt, der in einen axial gerichteten Abschnitt 56 der Membran 24, durch welchen der äußere Umfangsrand 23 der Membran mit deren radialen Abschnitt verbunden ist, eingepaßt ist. Zwischen ihren inneren und ihren äußeren Rändern weist die Membran 24 von ihrer Rückseite wegragende,

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gleichmäßig um den Umfang mit Abstand verteilte Vorsprünge 58 auf, die ^n unbetätigtem Zustand des Verstärkers an einem radialen Abschnitt der Endwand des Gehäuseteils 14 anliegen und dadurch ein Klappern der Finger 51 verhindern.

In dem Zwischenabschnitt 38 des Ventilgehäuses 32 ist ein axial flexibler Ventilschließkörper 60 angeordnet, dessen rückwärtiges, verdicktes Ende mittels einer Hülse 62 fest in der Bohrung gehalten ist.

Das rückwärtige Ende des Schließkörpers 60 weist einen verdickten Wulstabschnitt 160 auf, der dicht in einer Ringnut 162 aufgenommen ist, die in einem Abschnitt 164 mit kleinerem Durchmesser am inneren Ende der Hülse 62 ausgebildet ist. Ein an der Verbindung mit dem Abschnitt 164 kleineren Durchmessers gebildeter radialer Flansch 166 der Hülse 162 liegt an der rückwärtigen Ringfläche des Wulstabschnittes 160 des Schließkörpers und ferner an einer Schulter 168 in der Bohrung 34 an.

Die Hülse 62 ist ,selbst mittels einer Schraubenfeder 66 in seiner Lage gehalten, die zwischen der Hülse 62 und einem an der Ventilbetätigungsstange 48 ausgebildeten Kragen 68 wirkt.

Bei einer Alternativausführung kann die Hülse 62 von einer rohr~ förmigen Mutter mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt (in Fig.1 mit 64 bezeichnet) gebildet sein, der verformt wird, wenn die Mutter in die Bohrung eingesetzt wird, um einen dichten, selbstverriegelnden Preßsitz zu bilden. Der Preßsitz ist dadurch gebildet, daß der kegelstumpfförmige Abschnitt 64 der rohrförmigen Mutter sich nach außen auf einen Durchmesser erweitert, der größer ist als der Innendurchmesser der Bohrung für das Ventilgehäuse, die diesen Abschnitt der Mutter aufnimmt, wobei die Wandstärke der Mutter in dem kegelstumpfförmigen Abschnitt hinreichend klein sein muß, damit sich die Wand radial einwärts verformen kann, wenn die Mutter im Ventilkörper 34 montiert ist, wodurch ein dichter Preßsitz geschaffen wird.

Das vordere Ende des'Schließkörpers 60 ist auch verdickt und

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bildet eine ebene radiale Fläche 7O, die sowohl mit einem äußeren, durch die Schulter 44 gebildeten zylindrischen Ventilsitz 72 und einem inneren, am rückwärtigen Ende des Druckstücks 46 ausgebildeten zylindrischen Ventilsitz zusammenwirken kann. Das Innere des vorderen verdickten Abschnittes des Schließkörpers 60 ist mit einem Versteifungsring 76 versehen, dessen zylindrisches, radial äußeres Ende von dem verdickten Abschnitt wegragt und von einer axial sich erstreckenden Feder 78 beaufschlagt ist, die in einem Halter 148 mit L-förmigem Querschnitt aufgenommen ist und zwischen dem Versteifungsring 76 und dem starr eingespannten rückwärtigen verdickten Abschnitt des Schließkörperjs 60 wirkt, um dessen vorderes verdicktes Ende gegen die Ventilsitze 72 und 74 zu drücken.

Das rückwärtige Ende der Bohrung 34 kommuniziert über einen Luftfilter 80 mit der Atmosphäre. Der Ventilsitz 72 kommuniziert mit der vorderen Kammer 26 im Verstärkergehäuse über einen Kanal 82 in einem verdickten Abschnitt 84 des Ventilgehäuses 32 und über Abstände zwischen den die Biegeplatte 52 bildenden Fingern.

Die hintere Kammer 28 des Verstärkergehäuses kommuniziert auf eine weiter unten beschriebene Weise mit einer in dem verdickten Abschnitt 84 des Ventilgehäuses 32 angeordneten Kammer 86 vor dem Ventilsitz 72»

Zwischen ihren Enden sind die die Biegeplatte 52 bildenden Finger auf ihrer vorderen Seite an einer kreisringförmigen Abstützung 88 am umfang einer kreisförmigen Abstützplatte 90 abgestützt, die zentral auf einer Ausgangsstange 92 des Verstärkers angeordnet ist. Die Finger sind in ihrer Lage durch ein einstückiges Stützglied 94 gehalten, das einen radial äußeren Ringabschnitt 96 aufweist, der an der nach vorn weisenden Fläche der Finger angreift und eine Anzahl von am Umfang mit Abstand angeordneten, nach rückwärts ragenden Vorsprüngen 98 aufweist, die- durch entsprechende Öffnungen 100 in den Fingern hindurchragen. Die freien Enden der VorSprünge 98, die über die Öffnungen 100 hinausragen, sind vernietet, um dadurch die Finger mit dem Stützglied 94 zu verbinden.

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Der äußere Ringabschnitt des Stützgliedes 94 ist mit '"emein inneren ringabschnitt 102 mittels mehrerer abgesetzter, radialer Verbxndungsabschnitte 104 verbunden, wobei der innere Ringabschnitt 102 eine Anzahl von im umfang nit Abstand angeordneten nach rückwärts ragenden Zapfen 1O6 aufweist, die zwischen benachbarten Paaren von Fingern (Fig. 2) angeordnet sind und in eine im Querschnitt als Sackloch erscheinende Ringnut 108 in der vorderen Stirnfläche des Ventilgehäuses 32 ragen. Die vordere Stirnfläche des inneren Ringabschnittes des Stützgliedes 94 liegt an der rückwärtigen Stirnfläche der Abstützplatte 90 an.

Das Stützglied 94 hält somit die Finger gegenüber dem Druck-Stück 46 und dem Ventilkörper 32 relativ zur Abstützplatte 9o in ihrer Lage.

Das rückwärtige Ende der Ausgangsstange 92 ist gleitend in einer Bohrung 110 im Druckstück mit axialem. Spiel 112 zwischen dem inneren Ende dieser Bohrung JTQ und der rückwärtigen Stirnfläche der Stange 92 aufgenommen. Das vordere Ende der Stange ragt aus der vorderen Endwand des Gehäuseteils durch eine fluiddichte Stopfbüchse 114 heraus. Die Abstützplatte 9O ist gegen die Biegeplatte 52 mittels einer Schraubenfeder 116 gedrückt.

Der innere Umfang der Membran. 24 hat einen verdickten abgesetzten Abschnitt 118, der mit Haftsitz auf einem ähnlich gestalteten Außenteil des verdickten Abschnittes 84 des Ventilgehäuses sitzt. Bei der gezeigten Ausführung ist dieser Haffcsxtz durch einen Klemmring 120 unterstützt, der die Außenseite des verdickten Abschnittes 118; der Membran zwischen zwei Ringrippen 122 umgibt, um eine. Dichtung zwischen der Membran und dem Ventilgehäuse in radialer Richtung vorzusehen. Zusätzlich hat die Membran 24 einen radial nach innen weisenden Flanschabschnitt 124, der als eine weitere Dichtung zwischen der Membran und der rückwärtigen Fläche des verdickten Abschnittes 84 des Ventilgehäuses wirkt. Der Flanschabschnitt 124 der Membran trägt eine Anzahl von im Umfang mit Abstand angeordneten, nach rückwärts ragenden VorSprüngen 126, die an dem Verstärkergehäusetexl 14 anliegen und dadurch einen Rückenanschlag für die bewegliche Wand des Ver-

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stärkers bilden. Die vorher erwähnte Verbindung zwischen den Kammern 2 "i und 86 ist über Zwischenräume zwischen den Vor Sprüngen 126 der Membran und dem Verstärkergehäuseteil 14 erreicht.

Um zu en öglichen, daß das Ventilgehäuse 32 relativ zum Gehäuse 10 gleitet, ist ein fluiddichtes Lager 128 um das Ventilgehäuse 32 herum in einer nach rückwärts ragenden zylindrischen Verlängerung 130 des Gehäuseteils 14 aufgenommen und zwischen einem am Gehäuseteil 14 befestigten Stützring 132 und einer von einem Halter 136 gehaltenen Dichtung 134 eingeklemmt. Der Halter 136 hat die Gestalt eines Ringes mit Kanalquerschnitt, dessen Seiten von mehreren im Umfang mit Abstand angeordneten radial nach außen ragenden Lappen gebildet sind. Ein radial nach innen ragender Ring ist am rückwärtigen Ende der zylindrischen Verlängerung 130 des Gehäuseteils 14 vorgesehen, der ermöglicht, daß der Halter 136 am Ring vorbei auf das Gehäuseteil 14 gezwungen werden kann, um das vordere Ende einer flexiblen Manschette 138 gegen das Gehäuseteil 14 zu klemmen und abzudichten und gleichzeitig die Dichtung 134 in ihrer Lage zu halten. Das andere Ende der flexiblen Manschette 138 ist mit dem äußeren Ende des rohrförmigen Körpers des Halteteils 62 verbunden.

Es ist ein einen Sprung in der Verstärkercharakteristik erzeugender Ring vorgesehen. Hierzu ist eine Ringnut 140 in der vorderen Fläche des Ventilgehäuses 32 zur Aufnahme eines nachgiebigen Ringgliedes (nicht gezeigt) gestaltet ₍ welches anfänglich die Reaktion von der Biegeplatte 52 auf das Ventilgehäuse 32 anstatt auf das Druckstück 46 überträgt, wobei diese Wirkung das beinahe augenblickliche Umschalten der Ringventile und damit einen Sprung in der Verstärkercharakteristik erzeugt.

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Fig. 1a zeigt eine alternative Möglichkeit zum Befestigen des inneren Endes der Membran 24 mit dem verdickten Abschnitt 84 des Ventilgehäuses 32, wobei der Preßsitz durch einen Ring 142 unterstützt ist, der in den verdickten abgesetzten Abschnitt 118 der Membran 24 eingebettet ist.

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Fig. 1b zeigt eine alternative Möglichkeit zum Halten der Manschette 138 in ihrer Lage in der zylindrischen Verlängerung 130 des Gehäuseteils 14,

Der Ring '76 bietet praktische Vorteile im Vergleich zu früher üblichen Konstruktionen insofern, als früher die Ventilrückstellfeder 78 auf den Versteifungsring über ein zylindrisches, metallisches Glied wirkte, das gleichzeitig zum Zurückhalten eines Endes der Feder 78 diente. In der Praxis wurde festgestellt, daß das Ende des zylindrischen Gliedes, welches an dem Versteifungsring anliegt, leicht verformt und während Transport und Lagerung beschädigt werden kann mit der Folge, daß der Schließkörper nicht genau rechtwinklig auf das zylindrische Glied paßt, so daß die Schließkörper-Stirnfläche nicht normal zur Achse der Eingangsstange verläuft. Dies kann zu einem leichten Lecken zwischen den Ventilgliedern führen. Diese Schwierigkeit ist mit der beschriebenen Anordnung dadurch überwunden, daß die Ventil-Rückstellfeder 72 unmittelbar an dem Versteifungsring 76 sich ab^ stützt.

Der beschriebene Verstärker funktioniert folgendermaßen: In unbetätigtem Zustand des Verstärkers wird das Druckstück 46 in Fig, 1 gesehen aufgrund der durch die Feder 116 über die Biegeplatte 52 übertragenen Kraft nach rechts gedrückt, so daß der Ventilsitz 74 an dem Druckstück auf die Stirnfläche 70 des Schließkörpers 60 trifft und diesen nach rechts drückt. Unter diesen Bedingungen sind beide Kammern 26 und 28 des Verstärkers von der Atmosphäre durch das erste, von den Teilen 70, 74 gebildete Ringventil getrennt. Die beiden Kammern 26 und 28 sind jedoch miteinander über die Kammer 86, den Kanal 82 und ein zweites, von dem anderen Ventilsitz 72 und der Oberfläche 70 des Schließkörpers 60 gebildetes Ringventil verbunden. Beide Kammern 26 und 28 sind in diesem Betriebszustand des Verstärkers durch eine Vakuumverbindung 146 an Vakuum angeschlossen, und. der Verstärker befindet sich in seinem durch Vakuum bewirkten Gleichgewichtszustand,

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Eine Bewegung der Betätigungsstange 48 nach links, z.B, durch Betätiger eines Fußpedals, zwingst das Druckstück 46 in die gleiche Richtung. Während dieser Bewegung bleibt das erste Ringventil aufgrund der Wirkung der Feder 78 geschlossen. Die Stirnfläche 7^ des Schließkörpers 60 läuft dann gegen den Ventilsitz 72 auf, so daß das zweite Ringventil schließt, um die Kammern 26, 28 gegeneinander zu isolieren. Eine weitere Bewegung des Druckstückes 56 nach links veranlaßt den Ventilsitz 74, von der Fläche 70 sich zu entfernen und damit das erste Ringventil zu öffnen und die hintere Kammer 28 mit der Atmosphäre zu verbinden. Die so an der Membran erzeugte Druckdifferenz verschiebt dann die Membran und die Biegeplatte 52 nach links gegen die Kraft der Feder 116, wobei diese Bewegung auf die Ausgangsstange 92 über die Abstützplatte 90 übertragen wird.

Die infolge des Differenzdruckes auf die Biegeplatte 52 ausgeübten Kräfte verformen die Biegeplatte konisch um die kreisringförmige Abstützung 88, wodurch eine nach rückwärts (in Fig.1 gesehen nach rechts) gerichtete Reaktionskraft auf das Druckstück und damit auf die Betätigungsstange 48 übertragen wird. Dies erzeugt ein "Gefühl" für das Bremsen beim Fahrer,

Bei der beschriebenen Anordnung ist beim Versagen des Verstärkers für eine direkte metallische Berührung zwischen Eingangsund Ausgangsstange Sorge getragen.

Patentansprüche: 60984b/0367

Claims

Patentansprüche

1 J Verstärker für eine Fahrzeugbremsanlage mit zwei getrennt angeordneten Fluidkammern, von denen mindestens eine ständig mit Vakuum und die andere entweder mit der einen Kammer oder mit einer Quelle höheren Druckes mittels eines Ventiles verbindbar ist, das einen flexiblen ringförmigen Schließkörper in einer zentralen Bohrung in einem im Verstärkergehäuse angeordneten Ventilgehäuse aufweist, und mit einer die Fluidkammern trennenden flexiblen Membran, welche von einer Biegeplatte mit starren, radialen Fingern unterstützt ist, die von einem Stützglied relativ zueinander beweglich, jedoch in gleichmäßigem Umfangsabstand und radial fixiert gehalten sind, sowie mit einer Abstützplatte, uiti welche die Biegeplatte im Betrieb des Verstärkers konisch verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Ventilgehäuses (32) relativ zur Abstützplatte (90) durch das Stützglied (94) gesteuert ist.
2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (94) für die Finger (51) einen äußeren Ringabschnitt (96), der eine Vielzahl von jeweils mit einem der Finger verbundenen Vorsprüngen (98) trägt, sowie einen inneren Ringabsehnitt (1021 aufweist, der an der Abstützplatte (90) anliegt und eine Vielzahl von Zapfen (106) trägt, deren freie Enden an dem Ventilgehäuse (32) angreifen,
3. Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Zapfen (106) in Sacklöcher oder eine Ringnut (108) im Ventilgehäuse eingreifen.

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* ΛΑ- 2365303
4. Verstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß.die inneren und äußeren Ringabschnitte (102, 96)- des einstückigen Teiles flexibel miteinander verbunden sind,
5. Verstärker nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung zwischen den Fingern und dem äußeren Ringabschnitt (96) durch Schweißen an den freien Enden der Vorsprünge (98) erzielt ist, nachdem die VorSprünge durch entsprechende Öffnungen (100) in den Fingern hindurchgesteckt sind.

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