DE2951309C2 - Mechanischer Bremskraftverstärker für hydraulisch betätigte Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

zylinder vorgeschaltet werden, weil hier neben einem Verschleiß der Bremsbacken noch der Ausfall eines Bremskreises durch Leckwerden in Betracht gezogen werden muß. Voller Bremspedalausschlag bedeutet also nicht in jedem Fall gleich große maximale Bremskraft

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und sicherzustellen, daß nach Erreichen der Vorspannkraft die einsetzende Kraftverstärkung konstant und unabhängig von der Stellung des Bremspedals ist

Diese Aufgäbe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform dargestellt Es zeigt

F i g. 1 den Bremskraftverstärker im Längsschnitt, wobei die obere Hälfte die Anfangsstellung, die untere Hälfte die maximale Hubstellung zeigt

F i g. 2 den Kupplungskörper teilweise im Schnitt

Fig.3 Ausschnitt X aus Kupplungsdruckstück (gekuppelt und ungekuppelt) (Variante I) Maßstab 5 :1,

Fig.4 Schnitt A-B durch Kuppiüngsdruckstück (gekuppelt und ungekuppelt)(Variante II) Maßvcab 5 :1,

F i g. 5 ein Bremskraftverstärkerdiagramm.

Der zwischen einem Hauptbremszylinder einer hydraulischen Bremsanlage und dem Bremspedal angeordnete, im Motorraum befestigte Bremskraftverstärker besteht aus einem Gehäuse 1, in dem ein pedalbetätigter Kupplungskörper 2 längsverschieblich geführt und mit dem Gehäuse 1 kuppelbar ist Der Kupplungskörper besteht aus drei aufrecht und mit Abstand voneinander auf einem geschlossenen Ring 2c angeordneten federnden Zungen 2d, welche an ihren Enden je ein Kupplungsdruckstück 2a tragen. Zur Kupplung dient eine Kupplungsquerverzahnung 3 (Variante I) oder eine Kupplungslängsverzahnung 3a (Variante II), die zwischen den Kupplungsdruckstücken 2c des Kupplungskörpers 2 und einer an der Gehäuseinnenwand festgelegten Kupplungshülse 4 vorgesehen ist Die Betätigung des Kupplungskörpers 2 erfolgt vom Jremspedal aus (nicht besonders dargestellt) über eine im Gehäuse 1 geführte Druckstange 5. Der Kupplungskörper 2 ist ferner auf einer Druckhülse 6 gleitend angeordnet Sowohl die Kupplungsdruckstükke 2a des Kupplungskörpers 2 als auch die Druckhülse 6 weisen Schrägflächen 2b bzw. 6a auf, die einander entgegengesetzt gerichtet sind, d. h. die Schrägfläche 2b nach außen ansteigend (Winkel ß) und die Schrägfläche 6a nach innen ansteigend (Winkel α). Es ist weiter eine Druckplatte 7 mit Bund 7a und am Bund nach innen gerichteter Schräge Tb vorgesehen, an der sich die Kupplungsdruckstücke 2a des Kupplungskörpers 2 im entkuppelten Zustand (obere Hälfte der Fig. 1) zentrieren, wobei der erforderliche Anpreßdruck von einer Feder 8 erzeugt wird, die gleichzeitig die Massenträgheit des Kupplungskörpers 2 überwinden muß. Die Druckplatte 7 mit Bund 7a ist längsverschieblich in der Kupplungshülse 4 geführt und mit einem kugelig gelagerten Druckstößel 9 versehen, der die Verstärkerausgangskraft an den am Gehäuse 1 angeflanschten nicht besonders dargestellten Hauptbremszylinder weiterleitet Zwischen den Kupplungsdruckstükken 2a des Kupplungskörpers 2 und der Druckhülse 6 sowie der Druckplatte 7 sind kugelige Gleitkörper 10 angeordnet, die an den Flächen 2b, 6a und an der Druckplatte 7 anliegen.

Das Gehäuse 1 ist an seinem bremspedalseitigen Ende mit einem Deckel 11 geschlossen und zusätzlich mit einem elastischen Balg 12 abgedichtet Der Deckel 11 ist mit einem gehäuseeinwärts gerichteten Rohrstutzen 13 versehen, der zur Führung einer verschiebbar auf ihm angeordneten Doppelbundbüchse 14 dient, an derem unteren Ende ein radial nach außen gerichteter Bund 14i» vorgesehen ist an dem die vom Bremspedal betätigbare Druckstange 5 über eine Kugelschale 15 und einen Sprengring 16 befestigt ist Über den Bund 14a ist die Doppelbundbüchse 14 mit der Druckhülse 6 verbunden und durch einen Sprengring 17 gesichert Die Druckplatte 7 hat neben dem bereits erwähnten Bund 7a mit Schräge 7b einen Zapfen 7c, der in einer zentralen Bohrung der Druckhülse 6 geführt ist und der an seinem Ende innerhalb der Druckhülse 6 einen Federteller 18 trägt der mit einem Sprengring 19 gesichert ist Zwischen diesem Federteller 18 und dem Bund 14a der Doppelbundbüchse 14 ist eine vorgespannte Feder 20 angeordnet

Zwischen dem Verstärkergehäuse 1 und der Druckhülse 6 ist eine weitere Feder 21 angeordnet die einerseits gegen einen Bund 22 <?■■-, Druckhülse 6 abgestützt ist und andererseits gcgc;· einen an der Gehäuseinnenwand mit dem Sprengring 23 festgelegten Stützring 24 anliegt Mit dieser Feder 21 erfolgt nach Beendigung des Bremsvorganges die Rückführung des gesamten Verstärkerinnenteils, bestehend aus Doppelbundbüchse 14, Druckhülse 6, Kupplungskörper 2, Feder 8, den Gleitkörpern 10, Druckplatte 7, Druckstößel 9, Federteller 18 und Vorspannfeder 20, in die Anfangslage, wobei der Bund 22 der Druckhülse S auf einen als elastische Gegenlage im Verschlußdeckel 11 angeordneten Gummiring 25 gedrückt wird.

Der Bremskraftverstärker wirkt wie folgt: Beim Betätigen des Bremspedals wird über die Druckstange 5 und Kugelschale 15 der gesamte Verstärkerinnenteil auf dem gehäuseeinwärts gerichteten Rohrstutzen 13 in Richtung Bremskraftverstärkerausgang verschoben. Dabei wird die aufgebrachte Verstärkereingangskraft Pe (Druckstangenkraft) zunächst über Doppelbundbüchse 14, Vorspannfeder 20, Federteller 18, Druckplattenzapfen 7c und Druckstößel 9 direkt, also ohne Kraftverstärkung, an den Verstärkerausgang und damit an den nachgeschalteten Hauptbremszylinder weitergeleitet Diese Direktübertragung bleibt erhalten, bis die Verstärkereingangskraft die Vorspannkraft der Feder 20 erreicht hat. Die Vorspannkraft der Feder 20 entspricht in etwa der Verstärkerausgangskraft die notwendig ist um die Bremsbacken an den Bremstrommeln bzw. Bremsscheiben lastfrei zur Anlage zu bringen. Beim Überschreiten der Vorspannkraft wird derjenige Teil der Verstärkereingangskraft, der der Federkraft der Feder 20 entspricht, wie bisher direkt an den Verstärkerausgang geleitet. Derjenige Teil der Verstärker:ingangskraft, der die Federkraft der Feder 20 übersteigt, also die eigentliche Bremskraft, gelangt über die Doppelbundbüchse 14 und die Druckhülse 6 zu den kugeligen Gleitkörpern 10, die mit ihrer Radialbewegung zunächst die Kupplung der Kupplungsdruckstücke 2a mit der Kupplungshülse 4 bewirken und durch Abstützung auf de.i nun im Gehäuse 1 lagefesten Kupplungsdrjckstücken 2a die Kraftverstärkung ermöglichen. Die Größe der Kraftverstärkung ist von den Winkeln « und β von Druckhülse 6 und Kupplungsdruckstück 2a abhängig. Bei « = β ergibt sich eine Kraftverstärkung von 2 :1 (siehe F i g. 1 und F i g. 5). Bei « < β ergibt sich eine Kraftverstärkung, die größer als 2 :1 ist. Für den Fall, daß die Kupplung versagt und damit die Kraftverstärkung ausfällt, IeEt sich Stirnfläche

ab der Druckhülse 6 gegen Stirnfläche Td der Druckplatte 7 und ermöglicht so, daß der normalerweise über die Gleitkörper 10 laufende Teil der Verstärkereingangskraft nunmehr über die Stirnflächen 6b und Td direkt zum Verstärkerausgang fließen kann.

Im Diagramm F i g. 5 sind für a - β, also Verstärkung

2:1, der Verlauf des Teiles der Verstärkerausgangskraft, der über die vorgespannte Feder geht Ρ_Λ ι, der Verlauf der Verstärkerausgangskraft ohne Kraftverstärkung Pa 2 und der Verlauf der Verstärkerausgangskraft mit Kraftverstärkung P_A j über der Verstärkereingangskraft /^aufgetragen.

Hierzu .1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Mechanischer Bremskraftverstärker für hydraulisch betätigte Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, s der zwischen Bremspedal und hydraulischem Hauptbremszylinder geschaltet ist, und wobei das Bremspedal über eine Führungsbuchse und eine Feder auf den Hauptbremszylinder einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Bremspedal betätigbarer Kupplungskörper (2) im Verstärkergehäuse

(1) axial verschieblich geführt und mit diesem kuppelbar ist, wobei die Kupplung durch nach außen drückbare, kraftverstärkende Gleitkörper (10) bewirkt wird, die zwischen dem Kupplungskörper (2) und einer von diesem umschlossenen Druckhülse (6) sowie einer durch einen Druckstößel (9) vom Hauptbremszylinder beaufschlagten im Gehäuse (1) längsverschieblichen Druckplatte (7) angeordnet sind und an dieser und an einander entgegengesetzt gerichteten abgeschrägten und relativ zueinander verschiebbaren Gieiiflächen {2b, Sa; des Kupplungskörpers (2) und der Druckhülse (6) anliegen, wobei der Kupplungskörper (2) einerseits in einer im Verstärkergehäuse (1) feststehenden Kupplungshülse (4) geführt und andererseits auf der Druckhülse (6) gleitend angeordnet ist.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Kraftverstärkung von der Zuordnung der Gleitflächenwinkel und der Druckhülse (6) und des Kupplungskörpers

(2) abhängig :.t

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1—2, dadurch gekennzeichnet daß der Kupplungskörper (2) im entkuppelten Zustand an 4er Druckplatte (7) zentriert ist, wobei der erforderliche Anpreßdruck von einer Feder (8) geliefert wird, die zwischen Kupplungskörper (2) und Druckhülse (6) angeordnet ist

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungskörper (2) aus mehreren ringförmig angeordneten federnden Kupplungsdruckstücken (2ajbesteht

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkergehäuse (1) an seinem dem Bremspedal zugekehrten Ende einen Verschlußdeckel (11) aufweist, der mit einem gehäuseeinwärts gerichteten Rohrstutzen (13) versehen ist, der zur Führung einer verschiebbar auf ihm angeordneten Bundhülse (14) dient, an der die vom Bremspedal betätigbare Druckstange (5) kugclg; lenkig befestigt ist.

6. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckhülse (6) mit einer Stirnfläche (6b) versehen ist, gegen die eine an der Druckplatte (7) vorgesehene Gegenfläche (7d) bei Ausfall der Kraftverstärkung abstützbar ist

7. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Doppelbundbüchse (14) und einem Federteller (18) eine vorgespannte Feder (20) angeordnet ist,

8. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 — 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verstärkergehäuse (1) und Druckhülse (6) eine Rückstellfeder (21) angeordnet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen mechanischen Bremskraftverstärker für hydraulisch betätigte Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Gattungsbegriffes.

Bekannt sind Bremskraftverstärker, die mit Saugluft oder mit Druckluft oder hydraulisch betrieben werden. Solche Verstärker sind gebräuchlich und haben sich im allgemeinen auch bewährt Vornehmlich die mit Saugluft betriebenen Verstärker, bei denen, als Kraftquelle das Druckgefälle zwischen dem im Ansaugrohr eines Viertakt-Otto-Motors erzeugten Unterdruck und dem atmosphärischen Außendruck genutzt wird, haben seit einiger Zeit, insbesondere für Personenkraftwagen der Mittelklasse, eine immer größere Verbreitung gefunden. Letztere haben jedoch einige Nachteile.

So entstehen häufig Schwierigkeiten bei der Unterbringung dieses Bremskraftverstärkers. Er erfordert im Motorraum verhältnismäßig viel Platz, der sich in Zukunft noch vergrößern wird, weil die Abgasentgiftungsmaßnahmen eine Herabsetzung des Unterdruckes im Motor zur Voraussetzung haben. Dieser Platz ist nicht immer ausreichend vorhanden. Eingeengt werden die Einbaumöglichkeiten auch dadurch, daß das Gerät keiner übermäßigen Motorwärme ausgesetzt sein soll. Zudem erfordern alle Unterdruck-Bremskraftverstärker Leitungen und Ventile zur Steuerung des Mediums sowie zur Entlüftung und auch einen Luftfilter. Undiichtheiten der leitungen und Ventile oder Verschmutzen des Luftfilters können zum Ausfall des Bremskraftverstärkers führen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß nach dem Abstellen des Motors nur noch zwei oder höchstens drei Bremsungen mit Kraftverstärkung möglich sind, so daß hiernach die gesamte Bremskraft von der Fußkraft aufgebracht werden muß.

Es ist zwar bekannt, eine Bremskraftverstärkung auf mechanische Weise zu erreichen; vgl. DE-AS 10 95 144. Bei dieser Bremsbetätigungsanlage ist zwischen das Bremspedal und den Hauptbremszylinderkolben ein Getriebe geschaltet, welches mit ztiehmendem Pedalweg eine Verringerung des Kolbenweges je Wegeinheit des Bremspedals bewirkt, ferner mit einem elastisch nachgebenden Glied, welches so bemessen ist, daß es bei einer bestimmten Krafteinwirkung seine Länge verändert und dadurch eine Bewegung des Getriebes in Stellungen mit steigend größerem mechanischen Übersetzungsverhältnis ermöglicht Die Bremskraftverstärkung erfolgt dabei über eine Feder als elastisch nachgebendes Glied, das notwendig ist um das zwischen Bremspedal und Feder vorgesehene Verstärkergetriebe wirksam werden zu lassen.

Hierbei wird die maximale Bremskraft bei vollem B-emspedalausschlag erreicht Sie ist davon abhängig, wie stark die Feder als elastisch nachgebendes Glied zusammengedruckt wird. Je größer der Bremspedalweg bis zum Erreichen der Vorspannkraft der Feder ist, umso kleiner ist der bis zum vollen Bremspedalausschlag verbleibende Weg zur Zusammendrückung der Feder, umso kleiner wird damit die maximale Bremskraft Die Vorspannkraft der Feder wird im allgemeinen so groß gemacht, daß sie ausreicht, die Bremsbacken an den Bremstrommeln bzw. Bremsscheiben lastfrei zur Anlage zu bringen. Hieraus ergibt sich, daß zunehmendes Spiel in der Bremsanlage, z. B. durch Verschleiß an den Bremsbacken, zu einer Verringerung der maximalen Bremskraft bei vollem Bremspedalausschlag führt Noch ungünstiger werden die Verhältnisse, wenn Verstärkergetriebe und Feder einem Zweikreisbrems-