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Bremskraftverstärker
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremskraftverstärker mit einem
Verstärkerzvlindertin dem ein den Verstärkerzylinder in eine Verstärkerkanmer und
eine Sekundärkammer unterteilender Verstärkerkolben vcrschiebbar angeordnet ist,
durch den sekundärkammerseitig ein Hauptzylinderkolben beaufschlagbar ist, mit einer
im Verstärkerkolben ancreordneten Schieberventilanordnung, deren Ventilschieber
durch ein Bremspedal betätigbar ist und durch die Durchlässe miteinander verbindbar
ist, welche dic Verstärkerkammer mit einer Druckmittelquelle bzw. mit einem drucklosen
Rücklauf verbinden.
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Aus der DE-OS 27 44 4o8 ist ein derartiger Bremskraftverstärker bekannt.
Er weist einen zylindrischen Ventilschieber auf, der in einer zur Vcrstärkerka:r,.er
hin offenen Axialbohrunq des Verstärkerkolbere versctli.ebbar angeordnet ist. In
die Axialbohrung münden irn Abstand zueinander zwei Radialbohrungen, die radial
nach außen zu am Verstärkerkolben umlaufend ausgebildeten Nuten führen. Die eine
der Nuten ist mit der Druckmittelquelle und die andere mit dem Rücklauf verbunden.
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Eine im Ventilschieber ausgebildete Radialbohrunq steht über eine
Axialbohrung mit der Verstärkerkammer und mit dem geschlossenen Ende der Axialkohrung
des Verstärkerkolbens in Verbindung.
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Durch Verschiebung des Ventilschiebers in der Axial bohrung des Verstärkerkolbens
ist in der einen Schaltstellung die Radialbohrung des Ventilschiebers mit der zur
Druckmittelquelle führenden Radialbohrung des Verstärkerkolbens in überdeckung bringbar,
wobei gleichzeitig die zum Rücklauf führende Radialbohrung des Verstärkerkolbens
vom Ventilschieber abgedeckt ist. In der anderen Schaltstellung ist die zum Rücklauf
führende Radialbohrung offen und die zur Druckmittelquelle führende Radialbohrung
vom Ventilschieber abgedeckt.
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Das Spiel1 mit dem der Ventilschieber in der Axialbohrung des Verstärkerkolbens
angeordnet ist, muß relativ groß sein, da eine Leichtgängigkeit gewährleistet sein
muß, obwohl die Druckbeaufschlagung der mit der Druckmittelquelle verbundenen Nut
am Verstärkerkolben diesen zu einem kleineren Durchmesser verformt uiid damit auch
den Durchmesser der Axialbohrung verringert.
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Dieses relativ große Spiel führt aber zu großen Leckverlasten.
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Außerdem müssen bei der Fertigung des Ventilschiebers und der Axialbohrung
des Verstärkerkolbens hohe Maß-und Oberflächengenauigkeiten eingehalten werden,
damit das oben genannte Spiel in einem engen Toleranzbereich gehalten werden kann.
Diese hohen Fertigungsgenauigkeiten sind aber sehr teuer.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindungleinen Bremskraftverstärker nach
dem Oberbegriff zu schaffen, der durch seinen einfachen Aufbau leicht und billig
herstellbar ist und dabei Leckagen weitgehend vermeidet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aneinander
anliegenden Dichtflächen von Ventilschieber und Verstärkerkolben im Bereich ihrer
miteinander verbindbaren Durchlässe eben ausgebildet sind, wobei. jeweils die eine
der aneinanderliegenden Dichtflächen radial unbeweglich ist und die andere Dichtfläche
an einem radial beweglichen Verbindungselement angeordnet ist, das unter federnder
Vorspannung an der radial unbeweglichen Dichtfläche in Anlage gehalten ist. Bei
einer derartigen Ausbildung sind zur Vermeidung von Leckage keine Toleranzen an
den aneinanderliegenden Teilen einzuhalten, da die auf das Ventilelement wirkende
federnde Vorspannung immer ein Null-Spiel zwischen den zusammenwirkenden Dichtflächen
gewährleistet. Außerdem ist die Größe der zu bearbeitenden Dichtflächen relativ
gering gegenüber den zu bearbeitenden Flächen an Ventilschieber und Axialbohrung
des Verstärkerkolbens bei dem bekannten Stand der Technik.
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Das radial bewegbare Verbindungselement kann entweder am Ventilschieber
oder am Verstärkerkolben angeordnet sein.
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Ist die radial unbewegliche Dichtfläche an einem an dem Verstärkerkolben
bzw. dem Ventllschieber fest
angeordneten Einsatzelement ausgebildet,
das einen Durchlaß aufweist, so kann die Dichtfläche an dem separaten Einsatzelement
erst fertig bearbeitet werden, bevor das Einsatzelement eingebaut wird.
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Das Einsatzelement kann z.B. aus Sintermetall und die Dichtfläche
durch Läppen hergestellt sein.
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Ein solches Teil kann äußerst preisgünstig gefertigt werden.
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Um Strömungsgeräusche zu vermeiden, kann der Durchlaß schlitzartig
und sich zur Dichtfläche erweiternd ausgebildet sein. Eine solche Ausbildung ist
gerade bei einem als Einsatzelement separat hergestellten Teil einfach auszubilden.
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ist der Durchlaß des Verbindungselements eine zur Dichtfläche offene
Nut, so kann dieses Teil einfach hergestellt werden.
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Zur Vermeidung bzw. Verringerung von störenden Strömungsgeräuschen
können die sich zugewandten Mündungen der Durchlässe sich überdeckend etwa gleich
sein.
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Eine solche Ausbildung ist durch die separate Herstellbarkeit von
Verbindungselement und Einsatzelement problemlos möglich.
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Sind die Verbindungselemente an einer durch das Bremspedal axial verschiebbaren
Betätigungsstange angeordnet, so ist eine leichtbauende Ausbildung des Bremskraftverstärkers
möglich, da die Betätigungsstange mit relativ geringem Durchmesser ausgebildet sein
kann.
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Die Betätigungsstange kann Ausnehmungen aufweisen, in die die mit
etwa gleichem Querschnitt ausgebildeten Verbindungselemente eingesetzt sind. Vorteilhafter
weise sind dabei die Ausnehmungen nutartiqe Aussparungen. Weisen die Verbindungselemente
einen etwa rechteckigen, der Form der Ausnehmungen entsprechenden Querschnitt auf,
so sind sie gegen Verdrehen gesichert.
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Sind weiterhin an der Betätigungsstange radiale Bohrungen ausgebildet,
in die entsprechende an der der Dichtfläche abgewandten Seite der Verbindungselemente
ausgebildete Zapfen eingreifen, so ist auch eine einwandfreie Führung der Verbindungselemente
in ihrer radialen Bewegungsrichtung gegeben.
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Die federnde Vorspannung der Verbindungselemente gegen die mit ihnen
zusammenwirkenden Dichtflächen kann dadurch erreicht werden, daß in den Ausnehmungen
der Betätigungsstange Tellerfedern angeordnet sind, die an der der Dichtfläche des
Verbindungselementes abgewandten Seite in Anlage sind.
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Eine äußerst gewichtsparende Ausbildung des Bremskraftverstärkers
kann dadurch erreicht werden, daß das eine zusammenwirkende Dichtflächenpaar, über
das eine Verbindung von der Druckmittelquelle zur Verstärkerkammer herstellbar ist,
in einem mit der Druckmittelquelle verbundenen Druckraum im Verstärkerkolben und
das andere zusammenwirkende Dichtflächenpaar, über das eine Verbindungvon der Verstärkerkammer
zum Rücklauf herstellbar ist,in einem mit der Verstärkerkammer verbundenen Raum
angeordnetist, da diese Räume
groß ausgebildet werden können und
damit sehr viel Material eingespart wird.
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Eine derartige Ausbildung ermöglicht es auch, daß fast alle Teile
des Bremskraftverstärkers aus Leichtmetall ausgebildet werden können. So ist ein
verschleißfestes Material im wesentlichen nur an den Verbindungselementen und den
Einsatzelementen erforderlich.
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Ausführungsbeispiele der Erfindunq sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.- Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen
Bremskraftverstärker im Schnitt, Fig. 2 die Baugruppe aus Einsatzelement, radial
bewegbarem Element und Tellerfeder aus Fig. 1 in Explos ionsdarstellung, Fiq. 3
den Ventilschieber nach Fig. 1 in perspektivischer Ansicht, Fig. 4 das Einsatzelement
aus Fig. 1 im Schnitt, Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Bremskraftverstärkers im Schnitt,
Fig. 6 das radial bewegbare Element
aus Fig. 5 im Schnitt, Die in den Figuren dargestellten Bremskraftverstärker weisen
Verstärkerzylinder 1 auf, in denen Verstärkerkolben 2 axial verschiebbar angeordnet
sind.
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Durch die Verstärkerkolben 2 werden die Verstärkcrzylinder 1 in eine
Verstärkerkammer 3 und eine Sekundärkammer 4 unterteilt. Sekundärkammerseitig ist
durch den Verstärkerkolben 2 über eine Druckstange 5 ein nicht dargestellter Hauptzylinderkolben
beaufschlagbar.
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In dem Verstärkerkolben 2 ist ein über ein Bremspedal verschiebbarer
Ventilscllieber 6 angeordnet, durch den eine Schieberventilanordnung betätigbar
ist, welche in der einen Schaltstellung die Verstärkerkammer 3 mit einer Druckmittelquelle
7 und in der anderen Schaltstellung mit einem drucklosen Rücklauf 8 verbindet. Diese
Verbindung erfolgt über in berdeckung bringbare Durchlässe 9,9',10,10'.
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Im Bereich der jeweils korrespondierenden Durchflüsse 9 und 1o, sowie
9' und 1o', sind die aneinander anliegenden Dichtflächen 11 und 12, sowie 11' und
12' von Ventilschieber 6 und Verstärkerkolben 2 eben ausgebildet.
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Die Dichtflächen 11 und 11' sind an am Verstärkerkolben 2 radial unbewegbar
angeordneten Einsatzelementen 13,13' angeordnet, während die Dichtflächen 12 und
12' an Verbindungselementen 14,14' bzw. 25,25'
ausgebildet sind,
die radial bewegbar am Ventilschieber 6 angeordnet und durch Federn aegen die Dichtflächen
11,11' vorgespannt sind.
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Beim Ausführungsbeispiel in Fig. 1 sind die Federn Tellerfedern 15
und in Fig. 5 Federelemente 16 aus Federdraht.
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Die Durchlässe 9,9' an den Verbindungselementen 14,14' bzw. 25,25'
sind durch quer zur Längsachse der Bremskraftverstärker in den Dichtflächen 12,12'
ausgebildete offene Nuten 17,17' gebildet, während die Durchlässe 1o,1o' der Einsatzelemente
13,13' quer zur Längsachse des Bremskraftverstärkers sich schlitzartig zur Dichtfläche
11,11' hin erweiternd ausgebildet sind.
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Das Dichtflächenpaar 11,12 1über das eine Verbindung von der Druckmittelquelle
7 zur Verstärkerkammer 3 herstellbar ist, ist in einem Druckraum 18 des Verstärkerkolbens
2 angeordnet, während das Dichtflächenpaar 11' , 1 2', über das eine Verbindung
von der Verstärkerkammer 3 zum Rücklauf 8 herstellbar ist, in einem mit der Verstärkerkammer
3 verbundenen Raum 19 angeordnet ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1-4 sind die Verbindungselemente
14,14' etwa rechteckig ausgebildet und in ihrer Form entsprechend nutenartigen Ausnehmungen
20 einer durch das Bremspedal verschiebbaren Betätigungsstange 21 angeordnet.
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Die Betätigungsstange 21 weist radiale Bohrungen 22 auf, in die entsprechende
an der der Dichtfläche 12,12' abgewandten Seite der Verbí ndungselemente 1 4 14
' ausgebildete Zapfen 23 eingreifen.
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Durch die Führung in der Ausnehmung 20 und durch die Führung der Zapfen
23 in den Bohrungen 22 haben die Verbindungselemente 14,14' nur eine Bewegungsmö(3-lichkeit
zum korrespondierenden Einsatzelement 13,13' hin.
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Unter den Verbindungselementen 14,14' sind in den Ausnehmungen 20
die Tellerfedern 15 angeordnet, die die Verbindungselemente 14,14' gegen die entsprechenden
Einsatzelemente 13,13' drücken, so daß die Dichtflächen 11 und 12, sowie 11' und
12' ohne Spiel aneinander anliegen.
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Über Dichtungen 24 ist der Druckraum 18 gegenüber dem Raum 19 und
dem Rücklauf 8 abgedichtet.
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Bei dem Ausführungsbispiel der Fig. 5 und 6 sind die Verbindungselemente
25,25' ebenfalls an einer durch das Bremspedal verschiebbaren Betätigungsstange
21' angeordnet. Die Verbindungselemente 25,25' weisen eine zurder Dichtfläche 12,12'
abgewandten Seite hin offene Ausnehmung 32 auf, die sich über die ganze axiale Länge
des Verbindungseiements 25,25' erstreckt und durch die die Betätigungsstange 21'
mit Spiel hindurchgeführt ist.
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Quer zu dieser Ausnehmung 32 ist eine ebenfalls zu der von der Dichtfläche
12,12' abgewandten Seite hin offene schlitzartige Nut 26 ausgebildet.
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Das Federelement 16 besteht aus einem Federdraht, dessen Dicke etwa
der Breite der Nut 26 entspricht, und der mit seinem mittleren Bereich die Betätigungsstange
21' mit Vorspannung umschließt. Das eine freie Ende 27 des Federelements 16 ist
durch die Nut 26 geführt und ragt zur der Dichtfläche 12,12' abgewandten Seite aus
der Nut 26 heraus. Durch Verschwenken dieses freien Endes 27 in die die Umschlingung
der Betätigungsstange 21' öffnende Richtung kann die das Federelement 16 auf der
Betätigungsstange 21' haltende Vorspannung gelöst werden, und so das Federelement
16 und damit auch das davon qehaltene Verbindungselement 25,25' auf der Betätigungsstange
21' verschoben werden. Dies ermöglicht insbesondere eine leichte Montage des Verbindungselements
25,25'.
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Das andere freie Ende 28 des Federelements 1 bildet eine in der Nut
26 angeordnete Schleife 29 und liegt mit das Verbindungselement 25,25' gegen das
Einsatzelement 13,13' drückender Vorspannung am Boden der Nut 26 an.
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Damit das Verbindungselement 25,-25' an dem Federelement 16 gehalten
und gegen Verdrehen gesichert ist, ist das äußerste Ende des freien Endes 28 des
Federelements 16 in eine Ausnehmung 30 des Verbindungselements 25,25'eingreifend
abgebogen.
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Durch die die Nut 26 durchragenden freien Enden 27 und 28 ist das
Verbindungselement 25,25' in axialer Richtung gegen Verschieben gesichert.
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Die Funktion ist bei beiden Ausführungsbeispielen die gleiche. In
sogenannter BremslösestelLung sind die offenen Nuten 17' der Verbindungselemente
14' bzw. 25' mit den Durchlässen 1o' der Einsatzelement 13' in überdeckung, so daß
die Verstärkerkammern 3 über die Nuten 17"die Durchlässe 1o' und die Bohrungen 31
im Verstärkerkolben 2 mit der Sekundärkame 4 verbunden sind, in die der Rücklauf
8 mündet.
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Der Durchlaß 1o ist in dieser Stellung nicht mit der Nut 17 in überdeckung,
so daß die Verbindung zur Druckmittelquelle 7 abgesperrt ist. Da in dieser Stellung
die Verstärkerkammer 3 drucklos ist, wird der Verstärkerkolben 2 durch eine Druckfeder
in seine rechte Endlage beaufschlagt.
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In der sogenannten Bremsbetätigungsstellung, in der die Betätigungsstane
21,21' nach links verschoben wird, werden die offene Nut 17' und der Durchlaß lo'
außer überdeckung gebracht, so daß diese Verbi.ndung der Verstärkerkammer 3 zum
Rücklauf 8 geschlossen ist.
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Anschl1eßend kommt die Nut 17 mit dem Durchlaß lo in überdeckung,
so daß eine Verbindung des mit der Druckmittelquelle 17 verbundenen Druckraums 18
mit der Verstärkerkammer 3 hergestellt wird.
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Der sich dabei in der Verstärkerkammer 3 aufbauende Druck verschiebt
den Verstärkerkolben 2 nach links, während dieser wiederum den nicht dargestellten
Hauptzylinderkolben beaufschlagt.
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Wird die Betätigungsstange 21,21' nicht mehr nach links beaufschlagt,
so kehren die einzelnen Bauelemente des Bremskraftverstärkers in ihre Bremslösestelluna
zurück.
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