-
Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge
-
Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge,
mit einem Unterdruckgehäuse, das durch eine axial bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer
und eine Arbeitskammer dichtend unterteilt ist, mit einem axial durch das Unterdruckgehäuse
ragenden und die beiden Stirnwände des Unterdruckgehäuses verbindenden Versteifungsrohr,
gegenüber dem die bewegliche Wand abgedichtet ist, mit einem mechanisch betätigbaren
Steuerventil zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer bzw. mit
der Atmosphäre, dessen im Versteifungsrohr axial bewegliches Steuerventilgehäuse
mit einem Betätigungskolben eines am Unterdruckgehäuse angebrachten Hauptzylinders
und mit der beweglichen Wand verbunden ist.
-
Bei Bremskraftverstärkern für Kraftfahrzeuge wird eine leichte Bauweise
bei möglichst geringer Baulänge angestrebt. Um das Unterdruckgehäuse möglichst dünnwandig
und somit leicht ausführen zu können, wird die bei der Bremsenbetätigung auftretende
Kraft, die vom Hauptzylinder auf die Befestigungsstelle des Bremskraftverstärkers
am Kraftfahrzeug, beispielsweise an der Spritzwand, übertragen wird, nach neueren
Vorschlägen nicht mehr über das Unterdruckgehäuse, sondern über ein zentrales Versteifungsrohr
übertragen. Da das Steuerventilgehäuse
innerhalb dieses Versteifungsrohrs
liegt und die axial bewegliche Wand mit dem Steuerventilgehäuse in kraftübertragende
Verbindung gebracht werden muß, ragen bei einem Bremskraftverstärker der eingangs
genannten Art (Patentanmeldung P 28 37 911.
-
5) radiale Stege von der außerhalb des Versteifungsrohrs geführten
beweglichen Wand durch Längs schlitze im Versteifungsrohr hindurch und sind mit
dem Steuerventilgehäuse verbunden.
-
Die bewegliche Abdichtung zwischen der axial beweglichen Wand und
dem Versteifungsrohr erfolgt axial neben den die radialen Stege aufnehmenden Längsschlitzen
des Versteifungsrohrs.
-
Bei dieser Bauart von Bremskraftverstärkern wird die axiale Baulänge
wesentlich dadurch bestimmt, daß sowohl die Längsschlitze im Versteifungsrohr als
auch die bewegliche Abdichtung der beweglichen Wand am Versteifungsrohr in ihrer
axialen Länge jeweils dem Hub der beweglichen Wand entsprechen müssen. Eine Verkürzung
der axialen Baulänge macht es erforderlich, daß sich die Längsschlitze mit der Dichtung
der beweglichen Wand überschneiden. Diese Uberschneidung führt aber wiederum zu
konstrukt tiven Schwierigkeiten, weil sichergestellt werden muß, daß die Abdichtung
im Bereich der Längs schlitze nicht beeinträchtigt wird.
-
Eine weitere Schwierigkeit der genannten Bauart von Bremskraftverstärkern
besteht darin, daß der Hub der axial beweglichen Wand des Bremskraftverstärkers
durch den erforderlichen Betätigungshub für den Hauptbremszylinder vorgegeben ist,
weil die bewegliche Wand sich zusammen mit dem Steuerventilgehäuse ohne Bewegungsübersetzung
bewegt. Bei dem durch die Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs vorgegebenen Unterdruck
und der ebenfalls
vorgegebenen erforderlichen Verstärkungskraft
sind dadurch auch die Umfangsabmessungen des Bremskraftverstärkers weitestgehend
vorgegeben.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Bremskraftverstärker der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit konstruktiv sehr einfachen Mitteln
eine Übertragung der Verstärkungskraft von der axial beweglichen Wand auf das Steuerventilgehäuse
in solcher Weise erreicht wird, daß Längsschlitze oder ähnliche Durchbrüche, deren
axiale Länge mindestens dem Hub der beweglichen Wand entsprechen muß, entbehrlich
werden, so daß eine Verringerung der axialen Baulänge des Bremskraftverstärkers
möglich ist. Zugleich soll die Möglichkeit einer Bewegungsübersetzung zwischen der
axial beweglichen Wand und dem Steuerventilgehäuse geschaffen werden, die es ermöglicht,
das für die jeweiligen Betriebsanforderungen optimale Übersetzungsverhältnis zwischen
der axialen Bewegung der beweglichen Wand und der Axialbewegung des Steuerventilgehäuses
zu wählen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Versteifungsrohr
zweiarmige Übertragungshebel schwenkbar gelagert sind, deren einer Arm mit der beweglichen
Wand und deren anderer Arm mit dem Steuerventilgehäuse jeweils gelenkig verbunden
ist.
-
Die Übertragungshebel übertragen die axiale Bewegung der beweglichen
Wand auf das Steuerventilgehäuse, wobei die Ubertragungshebel im Bereich der Durchdringung
des Versteifungsrohrs nur geschwenkt, nicht jedoch axial bewegt werden. In axialer
Richtung beansprucht die Schwenklagerung der Übertragungshebel im Versteifungsrohr
nur verhältnismäßig wenig Platz, wodurch sich eine geringe axiale Baulänge des Bremskraftverstärkers
ergibt.
-
Das für die jeweiligen Betriebsbedingungen optimale Ubersetzungsverhältnis
zwischen der Bewegung der axial beweglichen Wand und der Bewegung des Steuerventilgehäuses
wird in konstruktiv sehr einfacher Weise durch das Verhältnis der beiden Hebelarme
der Übertragungshebel bestimmt.
-
Da die Übertragungshebel vollständig innerhalb des Unterdruckgehäuses
liegen, machen sie keine Vergrößerung der äußeren Abmessungen des Unterdruckgehäuses
erforderlich.
-
Es ist zwar bekannt, zur Bewegungsübertragung zwischen der axial beweglichen
Wand und dem Steuerventilgehäuse von Bremskraftverstärkern Übertragungshebel zu
verwenden (DE-OS 2 304 834, DE-OS 29 13 951), jedoch weisen diese bekannten Bremskraftverstärker
kein die Stirnwände des Unterdruckgehäuses miteinander verbindendes Versteifungsrohr
auf, so daß sich die eingangs geschilderten Schwierigkeiten der Durchdringung des
Versteifungsrohrs durch eine Verbindung zwischen der beweglichen Wand und dem Steuerventilgehäuse
nicht ergeben. Außerdem sind bei diesen bekannten Bremskraftverstärkern die mechanischen
Ubertragungsmechanismen zwischen der beweglichen Wand und dem Steuerventilgehäuse
von verhältnismäßig kompliziertem Aufbau, so aß sie das Gewicht und/oder die Abmessungen
des Bremskraftverstärkers in unerwünschter Weise erhöhen.
-
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß drei
angenähert tangential zum Umfang des Steuerventilgehäuses angeordnete Übertragungshebel
in einer Auswölbung des Versteifungsrohrs schwenkbar gelagert sind. Dadurch ergibt
sich ohne Vergrößerung der Umfangsabmessungen des Bremskraftverstärkers eine verhältnismäßig
große Hebellänge, was für die Übertragung eines
größeren Bewegungshubs
und/oder zur Erzielung eines größeren Ubersetzungs- bzw. Untersetzungsverhältnisses
günstig ist. Insbesondere wird dadurch zwischen der Schwenklagerstelle der Übertragungshebel
und der Angriffsstelle am Steuerventilgehäuse ein ausreichend großer Abstand geschaffen,
ohne daß die Schwenklagerstelle des Übertragungshebels radial in größerem Abstand
zum Umfang des Steuerventilgehäuses liegen müßte.
-
Zweckmäßigerweise ist das Steuerventilgehäuse axial beiderseits der
die Schwenklagerung der Übertragungshebel aufnehmenden Ausnehmung gegenüber dem
Versteifungsrohr abgedichtet, so daß die notwendige Strömungsverbindung zwischen
dem Steuerventilgehäuse und der Unterdruckkammer in sehr einfacher Weise dadurch
erreicht werden kann, daß das Versteifungsrohr im Bereich der die Schwenklagerung
der Ubertragungshebel aufnehmenden Auswölbung einen Durchbruch aufweist, beispielsweise
eine Verbindungsbohrung.
-
Hierbei wirkt sich besonders günstig aus, daß infolge der durch die
schwenkbaren Ubertragungshebel bewirkten gegenläufigen Bewegung der beweglichen
Wand und es Steuerventilgehäuses die Unterdruckkammer pedalseitig, d. h. axial im
Bereich des Steuerventilgehäuses liegt, während die Arbeitskammer auf der dem Hauptbremszylinder
zugekehrten Seite des Unterdruckgehäuses angeordnet ist. Die Strömungsverbindung
zwischen dem Steuerventilgehäuse und der Arbeitskammer erfolgt durch mindestens
eine stirnseitige Bohrung des Steuerventilgehäuses und mindestens eine radiale Bohrung
am hauptzylinderseitigen Ende des Versteifungsrohrs. Sonstige Durchbrechungen des
Versteifungsrohrs sind nicht erforderlich, so daß die bewegliche Abdichtung der
beweglichen Wand gegenüber dem Versteifungsrohr unbehindert bleibt.
-
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß
jeder
Übertragungshebel an seiner Schwenklagerstelle eine Kugelfläche aufweist, die in
einer Lagerbüchse gelagert ist, die in eine öffnung des Versteifungsrohrs eingesetzt
ist. Dadurch wird eine besonders einfache und zwängungsfreie Schwenklagerung der
Übertragungshebel erreicht, wodurch sich die Fertigung und insbesondere die Montage
wesentlich vereinfacht. Vorteilhafterweise ist die Lagerbüchse eine elastische Gelenkscheibe,
die in die öffnung des Versteifungsrohrs eingeknöpft ist.
-
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
daß jeder Übertragungshebel an seinen beiden Enden jeweils mit einem Kugelkopf ausgebildet
ist, der zwischen axiale Anschlagflächen an der beweglichen Wand bzw. am Steuerventilgehäuse
greift. Auch hierbei wird in konstruktiv besonders einfacher Weise eine Gelenkverbindung
zwischen den Übertragungshebeln und den angeschlossenen Bauteilen erreicht, ohne.
daß die im Bewegungsablauf zwangsläufig auftretenden radialen bzw. tangentialen
Bewegungskomponenten Schwierigkeiten bereiten. Zugleich ermöglicht diese Ausführung
eine besonders einfache Montage.
-
Diese axialen Anschlagflächen können am Steuerventilgehäuse durch
eine Umfangsnut gebildet werden, in die der Arm des Übertragungshebels tangential
eingreift. Dadurch wird zugleich der für die Schwenkbewegung des Übertragungshebels
erforderliche Platz im Bereich des Steuerventilgehäuses geschaffen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert,
die in der Zeichnung dargestellt sind.
-
Es zeigt: Fig. 1 einen Bremskraftverstärker im Teilschnitt,
Fig.
2 einen Schnitt längs der Linie II-II, Fig. 3 in einem Teilschnitt ähnlich der Fig.
1 eine hinsichtlich der pedalseitigen Abdichtung zwischen dem Steuerventilgehäuse
und dem Versteifungsrohr abgewandelte Aus führungsform und Fig. 4 in auseinandergezogener,
perspektivischer Darstellungsweise das Versteifungsrohr, das Steuerventilgehäuse
und einen der Übertragungshebel.
-
Der in Fig. 1 dargestellte Bremskraftverstärker weist ein Unterdruckgehäuse
1 auf, das durch eine axial bewegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer
4 unterteilt wird. Die axial bewegliche Wand 2 ist an ihrem Umfang durch eine Rollmembran
5 gegenüber dem Unterdruckgehäuse 1 und in ihrem zentralen Bereich durch eine Rollmembran
6 gegenüber einem Versteifungsrohr 7 abgedichtet, das die beiden Stirnwände des
Unterdruckgehäuses 1 miteinander verbindet. Das Versteifungsrohr 7 ist an seinem
einen Ende mittels Befestigungsschrauben 8 am Kraftfahrzeug, beispielsweise an der
Spritzwand, angebracht.
-
Am anderen Ende des Versteifungsrohrs 7 ist ein (nicht dargestellter)
Hauptbremszylinder angeflanscht.
-
Im Versteifungsrohr 7 ist ein Steuerventilgehäuse 9 axial beweglich
und dichtend geführt. Eine vom Steuerventilgehäuse 9 über eine elastische Reaktionsscheibe
10 mit der Bremskraft beaufschlagbare Druckstange 11 wirkt auf den Betätigungskolben
des Hauptbremszylinders.
-
Das Steuerventilgehäuse 9 ist Teil eines am pedalseitigen Ende des
Versteifungsrohrs 7 angeordneten Steuerventils 12, das einen mit einer Pedal-Kolbenstange
13 verbundenen Steuerventilkolben 14 aufweist. In der in Fig. 2 gezeigten Stellung
ist die Arbeitskammer 3 über radiale Bohrungen 15 im Versteifungsrohr 7, den stirnseitig
vor dem Steuerventilgehäuse 1 liegenden Raum 16 innerhalb des Versteifungsrohrs
7, stirnseitige Bohrungen 17 im Steuerventilgehäuse 9, den Ventilinnenraum 18, Ventilbohrungen
19 und radiale Bohrungen 20 im Versteifungsrohr 7 mit der Unterdruckkammer 4 verbunden.
Wird der Steuerventilkolben 14 zu Beginn der Betätigung axial vorgeschoben, so kommt
ein federbelasteter Ventilkörper 21 im Ventilinnenraum 18 zur Anlage und unterbricht
die vorher beschriebene Verbindung zwischen der Arbeitskammer 3 und der Unterdruckkammer
4. Bei noch weiterer axialer Verschiebung des Steuerventilkolbens 14 wird der Ventilinnenraum
18 und damit auch die Arbeitskammer 3 mit einem mit der Atmosphäre verbundenen Lufteintritt
22'in Verbindung gebracht, da der Steuerventilkolben 14 vom Ventilkörper 21 abhebt.
Unter der Wirkung des Druckunterschieds wird die bewegliche Wand 2 aus der in Fig.
1 gezeigten Stellung nach rechts bewegt.
-
An drei am Umfang verteilten Auswölbungen 23 des Versteifungsrohrs
7 ist in einer öffnung 24 jeweils eine elastische Lagerbüchse 25 eingeknöpft, in
der ein zweiarmiger Übertragungshebel 26 gelagert ist, der an der Lagerstelle eine
Kugelfläche 27 aufweist.
-
Der in die Unterdruckkammer 4 ragende Arm 28 des Ubertragungshebels
26 trägt an seinem Ende einen Kugelkopf 29, der zwischen der unterdruckseitigen
Fläche 30 der beweglichen Wand 2 und der Innenfläche 31 einer Haltelasche 32 als
axiale Anschlagflächen gelagert ist. Der andere Arm 33 des Übertragungshebels 26
ragt
in eine Umfangsnut 34 des Steuerventilgehäuses 9 (Fig. 4)
und liegt dort ebenfalls mit einem Kugelkopf 35 an den seitlichen Begrenzungsflächen
36 der Nut 34 als axiale Anschlagflächen an.
-
Wie man aus Fig. 2 erkennt, sind die Übertragungshebel 26 angenähert
tangential zum Umfang des Steuerventilgehäuses 9 angeordnet. Die Umfangsnut 34 des
Steuerventilgehäuses 9 weist in Umfangsrichtung vor-den axialen Anschlagflächen
36 einen verbreiterten Abschnitt 37 auf, der ausreichenden Platz für die Schwenkbewegung
des Übertragungshebels 26 bietet.
-
Wenn sich die bewegliche Wand 2 unter der Wirkung des Druckunterschieds
zwischen der Arbeitrkammer 3 und der Unterdruckkammer 4 nach rechts bewegt (Fig.
1), wird der Ubertragungshebel 26 im Uhrzeigersinn geschwenkt, wobei er das Steuerventilgehäuse
9 nach links verschiebt, so daß es über die Druckstange 11 eine Bremskraft auf den
Hauptzylinder ausübt.
-
Axial beiderseits der Auswölbungen 23 des Versteifungsrohrs 7 sind
Gleitdichtungen 38,39 für das Steuerventilgehäuse 9 angeordnet. Bei der Ausführung
nach Fig. 1 verbindet am pedalseitigen Ende eine Dichtungsmembran 40 das Versteifungsrohr
7 mit dem Steuerventilgehäuse 9. Zusätzlich zu der Führung der beweglichen Wand
2 durch die Rollmembranen 5,6 kann eine Führungsfläche für die bewegliche Wand 2
am Versteifungsrohr 7 vorgesehen sein.
-
Einedemgegenüber abgewandelte Ausführungsform ist in Fig. 3 gezeigt.
Dort ist am pedalseitigen Ende eine Rollmembran 41 als Dichtung zwischen dem Versteifungsrohr
7 und dem Steuerventilgehäuse angeordnet.
-
Das Längenverhältnis der Arme 28 und 33 der Übertragungshebel 26
ist
so gewählt, daß das gewünschte Kraftübertragungsverhältnis zwischen der beweglichen
Wand 2 und dem Steuerventilgehäuse 9 erreicht wird.
-
BEZUGSZEICHENLISTE 1 Unterdruckgehäuse 2 bewegliche Wand 3 Arbeitskammer
4 Unterdruckkammer 5 Rollmembran 6 Rollmembran 7 Versteifungsrohr 8 Befestigungsschrauben
9 Steuerventilgehäuse 10 Reaktionsscheibe 11 Druckstange 12 Steuerventil 13 Pedal-Kolbenstange
14 Steuerventilkolben 15 radiale Bohrung 16 Raum 17 Bohrungen 18 Ventilinnenraum
19 Ventilbohrungen 20 radiale Bohrungen 21 Ventilkörper 22 Lufteintritt 23 Auswölbungen
24 öffnung 25 Lagerbüchse 26 Übertragungshebel 27 Kugelfläche 28 Arm 29 Kugelkopf
30 Fläche 31 Innenfläche 32 Haltelasche 33 Arm 34 Umfangsnut 35 Kugelkopf 36 Begrenzungsflächen
der Nut 34 37 verbreiterter Abschnitt 38 Gleitdichtung 39 Gleitdichtung 40 Dichtungsmembran
41 Rollmembran
Leerseite