DE3220988A1

DE3220988A1 - Unterdruck-kraftverstaerker

Info

Publication number: DE3220988A1
Application number: DE19823220988
Authority: DE
Inventors: Hiroo Kitasaku Nagano Takeuchi
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1981-07-01
Filing date: 1982-06-03
Publication date: 1983-01-20
Also published as: FR2508985B1; IT1148572B; IT8248570A0; GB2102089B; DE3220988C2; US4526089A; JPS609939B2; JPS584662A; AU546553B2; AU8374782A; GB2102089A; FR2508985A1

Description

Unterdruck-Kraftverstärker

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf einen mit Unterdruck arbeitenden Kraftverstärker zum Zusammenarbeiten mit dem Hauptzylinder einer hydraulischen kraftbetätigten Bremse, einer Kupplung oder dergl. bei einem Kraftfahrzeug.

insbesondere betrifft die Erfindung einen Unterdruck-Kraftverstärker der Bauart, bei welcher ein Verstärkerkolben axial verschiebbar in einem Verstärkergehäuse gelagert ist und bei der auf der Rückseite eines scheibenförmigen Teils des Verstärkerkolbens eine Membran angeordnet ist, die einen sich in der Umfangsrichtung erstreckenden inneren Wulst aufweist, welcher mit dem Verstärkerkolben verbunden ist, sowie einen in der Umfangsrichtung verlaufenden äußeren Wulst, der mit der sich in der Umfangsrichtung erstreckenden Wand des Verstärkergehäuses verbunden ist, wobei der Verstärker-

^ou kolben und die Membran gemeinsam den Innenraum des Verstärkergehäuses in zwei Kammern unterteilen, und zwar eine erste, vordere Arbeitskammer, die in Verbindung mit einer Unterdruckquelle steht, und eine zweite, hintere Arbeitskammer, die sich wahlweise in Verbindung mit der ersten Arbeitskammer oder der Atmosphäre bringen läßt, wobei zu

-δι diesem Zweck ein mit einem Krafteinleitungsglied verbundenes Steuerventil vorgesehen ist; die Vorderwand und die Rückwand des Verstärkergehäuses sind miteinander durch Zugstangen verbunden, die durch den scheibenförmigen Teil des Verstärkerkolbens und die Membran hindurchragen; ferner sind Dichtungseinrichtungen vorhanden, die Öffnungen des scheibenförmigen Teils zugeordnet sind, durch welche die Zugstangen hindurchragen.

Die vorstehend beschriebene Kraftverstärkervorrichtung wird in der Weise benutzt, daß die hinteren Enden der Zugstangen am Pahrzeugkörper befestigt sind, der die tragende Wand bildet, während der Hauptzylinder mit den vorderen Enden der Zugstangen verbunden ist. Während des Betriebs kann der Kraftverstärker eine nach vorn gerichtete Schubkraft, die durch den Verstärkerkolben auf den Hauptzylinder aufgebracht wird, über die Zugstangen auf die tragende Wand übertragen, so daß es möglich ist, zu verhindern, daß die Last auf das Verstärkergehäuse wirkt. Daher bietet ein soleher Kraftverstärker den Vorteil, daß das Verstärkergehäuse keine große Starrheit aufzuweisen braucht, um der Last standzuhalten, und daß man das Gehäuse daher aus dünnem Stahlblech, einem Kunstharz oder dergl. herstellen kann, wodurch sich das Gesamtgewicht des Kraftverstärkers verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftverstärker der vorstehend beschriebenen Art eine weitere Verringerung des Baugewichts und in Verbindung damit eine wirtschaftlichere Herstellung zu ermöglichen. Insbesondere soll durch die Erfindung ein Kraftverstärker geschaffen werden, bei dem ein Verstärkerkolben in einen zentralen Nabenteil und einen scheibenförmigen Teil unterteilt ist, so daß sich der scheibenförmige Teil aus dünnem Stahlblech oder dergl. mit einer relativ hohen Starrheit herstellen

-δι läßt und daß Verstärkerkolben, wie man sie für verschiedene Arten von KraftverstMrkern mit unterschiedlicher Leistung benötigt, unschwer dadurch hergestellt werden können, daß man den scheibenförmigen Teil durch einen entsprechenden anderen Teil mit einem anderen Außendurchmesser ersetzt, wobei sich der austauschbare Scheibenteil leicht und zuverlässig zusammen mit einer Membran an dem zentralen Nabenteil befestigen läßt, ohne daß hierbei die Zugstangen im Wege sind.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Schaffung eines verbesserten Unterdruck-Kraftverstärkers gelöst, zu dem die nachstehend genannten Teile gehören: ein Verstärkergehäuse, ein in dem Verstärkergehäuse axial verschiebbar gelagerter Verstärkerkolben mit einem zentralen Nabenteil und einem diesen Nabenteil umgebenden Scheibenteil, eine auf der Rückseite des Scheibenteils des Verstärkerkolbens angeordnete Membran mit einem in der Umfangsrichtung verlaufenden, an dem Nabenteil befestigten inneren Wulst und einem mit der in der Umfangsrichtung des Verstärkergehäuses verlaufenden Wand verbundenen, sich in der Umfangsrichtung erstrekkenden äußeren Wulst, wobei der Verstärkerkolben und die Membran den Innenraum des Verstärkergehäuses in zwei Kammern unterteilen, und zwar eine vordere, erste Arbeitskammer, die in Verbindung mit einer Unterdruckquelle steht, und eine hintere, zweite Arbeitskammer, die wahlweise in Verbindung mit der ersten Arbeitskammer oder der Atmosphäre gebracht werden kann, zu welchem Zweck ein Steuerventil vorhanden ist, das mit einem Krafteinleitungsglied verbunden ist, ferner Zugstangen, die sich durch den Scheibenteil des Verstärkerkolbens und die Membran hindurch erstrecken und dazu dienen, die Vorderwand und die Rückwand des Verstärkergehäuses miteinander zu verbinden, sowie Dichtungseinrichtungen, die den Öffnungen des Scheibenteils zugeordnet sind, durch welche die Zugstangen hindurchragen,

-Ί-

wobei die erfindungsgemäße Verbesserung darin besteht, daß der Verstärkerkolben in zwei Teile unterteilt ist, und zwar den zentralen Nabenteil, an den sich ein nach außen ragender Flansch anschließt, und den Scheibenteil, der zur Anlage an der Rückseite des Flansches kommt, sowie ein Halteteil, mittels dessen der Scheibenteil mit dem in der Umfangsrichtung verlaufenden inneren Wulst der Membran verspannt ist und mit dem Flansch zusammenarbeitet, der am äußeren Umfang des zentralen Nabenteils befestigt ist. 10

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Unterdruck-Kraftverstärkers;

Fig. 2 einen Teilschnitt zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Hauptteile des Kraftverstärkers nach Fig.l;

Fig. 3 und 4 die in Fig. 1 durch die Pfeile III und IV bezeichneten Teile des Kraftverstärkers; und

Fig. 5 und 6 den Teilschnitt V-V bzw. VI-VI in Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 bildet bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Stützwand W eine hintere Wand des Motorenraums eines Kraftfahrzeugs, und an der Vorderseite dieser Stützwand ist eine Unterdruck-Kraftverstärkervorrichtung S

mit einem Hauptbremszylinder M befestigt. 30

Zu dem Gehäuse 1 des Kraftverstärkers S gehören ein vorderes Gehäuseteil IA und ein hinteres Gehäuseteil IB, die gleichachsig angeordnet und aus dünnem Stahlblech oder einem Kunstharz hergestellt sind. In dem Gehäuse 1 ist axial verschiebbar ein Verstärkerkolben 2 gelagert, zu dem zwei Bau-

3220388

teile gehören, und zwar ein zentrales Nabenteil 2a aus einem Kunstharz und ein Scheibenteil 2b aus Stahlblech, das an der Rückseite eines Flansches 3 anliegt, welcher sich an die Umfangsflache des Nabenteils 2a anschließt und von diesem aus radial nach außen ragt. Das Scheibenteil 2b weist einen ringförmigen Verankerungsansatz 47 auf, der durch Umbiegen des inneren Randes des Scheibenteils nach hinten ausgebildet worden ist, ferner einen eingerollten Abschnitt 48, der durch Umbiegen des äußeren Randes des Scheibenteils nach innen entstanden ist und dazu dient, eine Berührung mit einer noch zu beschreibenden Membran 4 zu verhindern, sowie kreisbogenförmig gekrümmte Verstärkungsrippen 50, von denen jede gegenüber einem Abschnitt vorspringt, bei dem es sich nicht um einen noch zu beschreibenden kurzen zylindrischen Abschnitt 49 handelt, wobei sich jede Rippe längs der äußeren Umfangsflache des Flansches 3 erstreckt.

Ferner ist eine Wälzmembran 4 vorhanden, die an der Rückseite des Scheibenteils 2b anliegt und mit Wulsten 4a und 4b versehen ist, welche sich längs des inneren bzw. des äußeren Randes der Membran erstrecken. Der innere Wulst 4a weist auf seiner Vorderseite eine ringförmige Verankerungsnut 51 auf, die mit enger Passung mit dem äußeren Rand des zentralen Nabenteils 2a zusammenarbeitet, so daß die Membran in fester Berührung mit der Rückseite des Flansches 3 des Nabenteils steht, wenn der Verankerungsabschnitt 47 mit der Verankerungsnut 51 zusammenarbeitet. Auf diese Weise gewährleistet der innere ringförmige Wulst 4a einen luftdichten Abschluß sowohl an seiner inneren Umfangsflache als auch auf seiner Vorderseite, und ein radiales Aufspreizen wird durch den Verankerungsabschnitt 47 verhindert. Der äußere ringförmige Wulst 4b ist zwischen den stumpf zusammentreffenden Endabschnitten des vorderen Gehäuseteils IA

und des hinteren Gehäuseteils IB angeordnet. 35

-■'-"''"-" "-■ 3220368

Gemäß Fig. 1 ist ein ringförmiges Halteteil 5 in Form einer Blattfeder aus Stahl auf die äußere Umfangsflache des zentralen Nabenteils 2a aufgesetzt, wo es durch an dem Halteteil ausgebildete Verankerungszungen 46 (Fig. 6) in seiner Lage gehalten wird. Das Halteteil 5 dient dazu, das Scheibenteil 2b, den inneren Wulst 4a und den Flansch 3 des zentralen Nabenteils 2a miteinander zu verspannen.

Der Verstärkerkolben 2 und die Membran 4 unterteilen den Innenraum des Verstärkergehäuses 1 in eine vordere bzw. erste Arbeitskammer A und eine zweite bzw. hintere Arbeitskammer B* Die erste Arbeitskammer A steht in ständiger Verbindung mit einer nicht dargestellten Ansaugleitung eines Kraftfahrzeugmotors, welche den benötigten Unterdruck liefert, und zwar über eine Unterdruckleitung 6, während die zweite Arbeitskammer B nach Bedarf in Verbindung mit der ersten Arbeitskammer A oder der Atmosphäre gebracht werden kann, und zwar über ein nicht dargestelltes Steuerventil, das sich mit Hilfe einer nach vorn und hinten bewegbaren stange 7 betätigen läßt.

Wird die Betätigungsstange 7 gemäß Fig. 1 mit Hilfe eines Bremspedals 8 vorgeschoben, während die erste Arbeitskammer A mit dem Unterdruck beaufschlagt ist, um die zweite Arbeitskammer B mit der Atmosphäre zu verbinden, wird auf den Verstärkerkolben 2 eine Vortriebskraft aufgebracht, da zwischen den Arbeitskammern A und B ein Druckunterschied hervorgerufen wird, um den Verstärkerkolben 2 vorzuschieben und hierdurch den Kolben 29 des Hauptzylinders M über eine Kraftabgabestange 9 zu betätigen.

Gemäß Fig. 5 ragen zwei oder mehr Zugstangen 11 durch die Stirnwände des vorderen Gehäuseteils IA und des hinteren Gehäuseteils IB, das S_cheibenteil des Verstärkerkolbens 2 und die Membran 4 derart, daß sie sich parallel zu den

-ΙΟΙ Achsen der genannten Bauteile erstrecken, wobei diese Achsen zwischen den Zugstangen liegen.

Gemäß Fig. 1 sind zylindrische Tragstücke 12, durch welche die Zugstangen 11 hindurchragen, mit der Innenfläche der Stirnwand des hinteren Gehäuseteils IB verschweißt, und jedes der Tragstücke 12 umschließt einen abgestuften Flansch 13, der am Umfang der zugehörigen Zugstange 11 ausgebildet ist. Ferner ist gemäß Fig. 1 ein Dichtungsteil 16 zum Abdichten der betreffenden Zugstange 11 gegenüber einer durchgehenden Öffnung 15 des hinteren Gehäuseteils IB in ein ringförmiges Gehäuse 14 eingebaut, das durch den abgestuften Flansch 13, das zylindrische Tragstück 12 und die Stirnwand des hinteren Gehäuseteils IB gebildet wird. An der inneren Umfangswand des Tragstücks 12 ist ein Anschlagring 17 verankert, mittels dessen ein einen größeren Durchmesser aufweisender Teil des abgestuften Flansches 13 mit dem Dichtungeteil 16 verspannt wird. Jede Zugstange 11 ist somit an der Stirnwand des hinteren Gehäuseteils IB befestigt.

Auf der Innenfläche der Stirnwand des vorderen Gehäuseteils IA ist gemäß Fig. 1 eine Klemmplatte 18 angeordnet, die das ortsfeste Ende einer Rückstellfeder 19 unterstützt, durch die der Verstärkerkolben 2 nach hinten vorgespannt wird. An den Enden der Klemmplatte 18 sind zwei Augen 20 ausgebildet, von denen in Fig. 1 nur eines zu erkennen ist; zwei Zugstangen 11 ragen durch diese Augen, um Drehbewegungen der Klemmplatte 18 zu verhindern. An der inneren Stirnfläche jedes der Augen 20 ist eine geriffelte runde Bohrung 21 ausgebildet, während der entsprechende Teil der zugehörigen Zugstange 11 mit einem geriffelten Flansch 22 versehen ist, welcher in Eingriff mit der geriffelten Bohrung 21 steht, um Drehbewegungen der Zugstange 11 zu verhindern.

³⁵An der äußeren Stirnfläche jedes der Augen 20 ist ein Dich-

tungsgehäuse 23 ausgebildet, in das ein Dichtungsteil 25 zum Abdichten der Öffnung 24 in dem vorderen Gehäuseteil IA zum Aufnehmen der zugehörigen Zugstange eingebaut ist.

Jede Zugstange 11 ist an beiden Enden mit Gewindeabschnitten 11a und lib versehen, die nach vorn und hinten aus dem Verstärkergehäuse 1 herausragen. Auf jedem vorderen Gewindeabschnitt 11a ist ein Sprengring 26 angeordnet, um das vordere Gehäuseteil IA in seiner Lage zu halten. Jeder Gewindeabschnitt lla ragt durch einen dazu passenden Plansch 28, der am hinteren Ende des zylindrischen Hauptkörpers 27 des Hauptzylinders M ausgebildet ist, und auf das freie Ende des Gewindeabschnitts lla ist eine Mutter 30 aufgeschraubt. Auf diese Weise ist der Hauptzylinder M mit der Vorderseite des Verstärkergehäuses 1 durch die Zugstangen 11 verbunden, und gleichzeitig bildet er eine Verstärkung für die Stirnwand des vorderen Gehäuseteils IA, wobei gleichzeitig eine Verspannung mit der Klemmplatte 18 erzielt wird. Somit sind die beiden Gehäuseteile IA und IB durch die Zugstangen 11 starr miteinander verbunden.

Der hintere Gewindeabschnitt 11b jeder Zugstange 11 ragt durch eine zugehörige Öffnung der Stützwand W und ist mit einer Mutter 31 versehen, so daß das Verstärkergehäuse 1. durch die Zugstangen 11 mit der Stützwand W starr verbunden ist.

Gemäß Fig. 1 wird eine durchgehende Öffnung 32 des Scheibenteils 2b, durch die die Zugstange 11 hindurchragt, durch einen abgestuften kurzen Zylinder 49 abgegrenzt, der mit der Vorderseite des Scheibenteils 2b zusammenhängt und von ihr aus nach vorn ragt. Dieser kurze Zylinder 49 bildet eine Verstärkung des Scheibenteils 2b in der Umgebung der Öffnung 32. Auf einen einen kleineren Durchmesser aufweisen— den Abschnitt 49a des kurzen Zylinders 49 ist ein aus einem

Kunstharz hergestellter Schutzring 43 angeordnet, dessen Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitts 49b des kurzen Zylinders ist. Der Schutzring 43 ragt mit seiner vorderen Stirnfläche über das vordere Ende des den kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitts 49a des kurzen Zylinders 49 hinaus, um zu verhindern, daß ein hinterer Halteabschnitt 33b eines flexiblen Faltenbalgs 33 durch das vordere Ende des Abschnitts 49a von kleinerem Durchmesser beschädigt wird. Der noch näher zu beschreibende flexible Faltenbalg 33 ist in die Öffnung 32 des Scheibenteils 2b eingebaut.

Die beiden Öffnungen 32 des Scheibenteils 2b, durch welche die beiden Zugstangen 11 hindurchragen, sind mit den nachstehend beschriebenen Dichtungseinrichtungen versehen.

Jede Zugstange 11 ist in der ersten Arbeitskammer A in einen flexiblen Faltenbalg 33 eingeschlossen, und der vordere Einbauabschnitt 33a des Faltenbalges arbeitet mit engem Sitz mit der äußeren Umfangsflache der Zugstange zusammen, während der hintere Einbauabschnitt 33b auf ähnliche Weise mit festem Sitz mit dem kurzen Zylinder 49 und dem zugehörigen Schutzring 43 zusammenarbeitet, so daß der Faltenbalg eine Abdichtung der Öffnung 32 bewirkt, ohne die Bewegungen des Verstärkerkolbens 2 zu behindern.

Die in Berührung miteinander stehenden Flächen des Scheibenteils 2b des Verstärkerkolbens 2 und der Membran 4 lassen sich voneinander abheben, jedoch mit Ausnahme des inneren Ringwulstes 4a, und der Spalt zwischen diesen sich deckenden Flächen steht mit der zweiten Arbeitskammer B über die Öffnung 34 der Membran 4 in Verbindung, durch welche die Zugstange 11 hindurchragt. Die Öffnung 34 ist in dem Ringwulst 4c der Membran 4 ausgebildet, der sich

nach Bedarf in innige Berührung mit der Rückseite des hinteren Endes 33b des Faltenbalges 33 bringen läßt. Um normalerweise diese innige Berührung aufrechtzuerhalten, wird eine elastische Druckplatte 5a, die sich an den äußeren Rand des Halteteils 5 anschließt und von ihm aus nach außen ragt, in Druckberührung mit der Rückseite des Ringwulstes 4c gehalten. Gemäß Fig. 6 ist die Druckplatte Sa mit einer runden Öffnung 35 oder einem U-förmigen Schlitz 35· versehen, um eine Verbindung zwischen der Öffnung 34 und der zweiten Arbeitskammer B herzustellen.

Bei der beschriebenen konkav—konvexen Anordnung sind zusammenarbeitende Abschnitte in der nachstehend beschriebenen Weise angeordnet, und zwar zwischen dem vorderen Gehäuseteil IA und dem hinteren Gehäuseteil IB des Verstärkergehäuses 1, zwischen dem hinteren Gehäuseteil IB und der Membran 4, zwischen der Membran 4 und dem Scheibenteil 2b des Verstärkerkolbens 2, zwischen dem Scheibenteil 2b und dem zentralen Nabenteil 2a sowie zwischen dem Naben— teil 2a und dem Halteteil 5, um eine konzentrische Lage der Öffnungen 32 des Scheibenteils 2b, der Öffnung 34 der Membran 4 und der Öffnung 35 bzw. 35· der Druckplatte 5a gegenüber den Zugstangen 11 aufrechtzuerhalten. Diese zusammenarbeitenden Abschnitte bestimmen ferner die relative Lage der einander zugeordneten Teile in der Umfangsrichtung.

Gemäß Fig. 3 sind ein Lagebestimmungsschlitz 36 und eine Lagebestimmungszunge 37, die in Eingriff miteinander stehen, an den Verbindungsendabschnitten zwischen dem vorderen Gehäuseteil IA und dem hinteren Gehäuseteil IB angeordnet, und gemäß Fig. 4 sind ein Lagebestimmungsschlitz 38 und ein in diesen eingreifender Lagebestimmungsansatz 39 an den Verbindungsabschnitten zwischen dem hinteren Gehäuseteil IB und dem äußeren Ringwulst 4b der Membran 4 vorgesehen. Ferner sind gemäß Fig. 1 eine zur Lagebestimmung

dienende Ausnehmung 40 und ein Lagebestimmungsansatz 41, die in Eingriff miteinander stehen, an den in Deckung befindlichen Flächen des Scheibenteils 2b und der Membran ausgebildet. Gemäß Fig. 5 ist die äußere Umfangsflache des Flansches 3 des zentralen Nabenteils 2a mit zwei symmetrisch zueinander angeordneten teilzylindrischen Lagebestimmungsschlitzen 42 versehen, die bewirken, daß sich die Achse des Nabenteils in der Mitte zwischen ihnen hindurch erstreckt. Die vorstehend beschriebenen kurzen Zylinder 49 und die Schutzringe 43 des Scheibenteils 2b arbeiten mit den Schlitzen 12 zusammen. Schließlich sind gemäß Fig. 6 eine Lagebestimmungsnut 44 und eine damit zusammenarbeitende Lagebestimmungszunge 45 an den Verbindungsabschnitten zwischen dem zentralen Nabenteil 2a und dem Halteteil 5 angeordnet.

Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion sei nunmehr angenommen, daß dann, wenn die erste Arbeitskammer A mit einem starken Unterdruck beaufschlagt ist, eine durch diesen Unterdruck hervorgerufene starke Kraft auf die Stirnwand des vorderen Gehäuseteils IA wirkt, die eine besonders geringe Starrheit aufweist. In diesem Fall wird die Unterdruckkraft durch die Klemmplatte 18 und die Zugstangen auf die Stützwand W übertragen und von dieser aufgenommen, und da die Stirnwand des vorderen Gehäuseteils IA zwischen der Klemmplatte 18 und dem Halteflansch 28 des Hauptzylinders M angeordnet ist und durch diese Teile verstärkt wird, kann die Stirnwand niemals nach innen verformt werden. Da die Klemmplatte 18 das ortsfeste Ende der Rückstellfeder 19 unterstützt, überträgt sie außerdem die elastische Kraft dieser Feder auf die Zugstangen 11, wodurch erreicht wird, daß das vordere Gehäuseteil IA die elastische Kraft aufnimmt.

Wird der Verstärkerkolben 2 dadurch nach vorn bewegt, daß

'""-' ■"- '-'—- 322098a

-15-

die Betätigungsstange 7 mittels des Bremspedals 8 vorgeschoben wird, wird der Betätigungskolben 29 des Hauptzylinders M vorgeschoben, so daß in einer nicht dargestellten Druckölkammer ein Öldruck erzeugt wird, um die Radbremse zu betätigen. Hierbei kommt die nach vorn gerichtete Druckkraft des Betätigungskolbens 29 zur Wirkung auf den Hauptzylinderkörper 27 des Hauptzylinders M als eine nach vorn gerichtete Schubkraft, die durch den Öldruck übertragen wird, doch wird diese Kraft durch den Plansch 28 und die Zugstangen 11 auf die Stützwand W übertragen und von ihr aufgenommen, so daß das Verstärkergehäuse 1 unbelastet bleibt und keinerlei Verformung erleidet.

Wird dagegen die erste Arbeitskammer A nicht mit einem Unterdruck beaufschlagt und wird der Verstärkerkolben 2 durch Vorschieben der Betätigungsstange 7 nach vorn bewegt, wird die Verbindung zwischen der zweiten Arbeitskammer B und der ersten Arbeitskammer A durch ein nicht dargestelltes Steuerventil unterbrochen, und die Arbeitskammer B wird mit der Atmosphäre verbunden, so daß die in der ersten Arbeitskammer A enthaltene Luft verdichtet wird, um über die Unterdruckleitung 6 der Unterdruckquelle zugeführt zu werden. Wenn jedoch der Druck in der Arbeitskammer B einen vorbestimmten Wert erreicht, da dem Abströmen der Luft ein Widerstand entgegengesetzt wird, strömt die verdichtete Luft in den Spalt zwischen den sich berührenden Flächen des Scheibenabschnitts 2b des Verstärkerkolbens 2 und der Membran 4, so daß gemäß Fig. 2 ein Spalt g entsteht, da der Ringwulst 4c entgegen der elastischen Druckkraft der Druckplatte 5a von dem hinteren Befestigungsabschnitt 33b des Faltenbalges 33 abgehoben wird. Dies hat zur Folge, daß die in der ersten Arbeitskammer A enthaltene Luft leicht in die zweite Arbeitskammer B unter dem atmosphärischen Druck durch den Spalt g und die Öffnung 34 überströmen kann, so daß dem Entweichen der Luft aus der ersten Arbeitskammer A nur ein

sehr geringer Widerstand entgegengesetzt wird und sich der Verstärkerkolben 2 leicht mit der Hand betätigen läßt.

Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der Erfindung der Verstärkerkolben in das zentrale Nabenteil mit einem von ihm aus nach außen ragenden Flansch und das Scheibenteil unterteilt, das zur Anlage an der Rückseite des Flansches kommt. Bei dieser Anordnung ist es möglich, das Scheibenteil aus dünnem Stahlblech oder einem ähnlichen Material mit einer relativ hohen Starrheit herzustellen, so daß sich das Gewicht des Verstärkerkolbens und damit auch das Gesamtgewicht des Kraftverstärkers verringern läßt. Wenn man das Scheibenteil durch ein anderes mit einem anderen Außendurchmesser ersetzt, kann man Verstärkerkolben für Kraftverstärker von unterschiedlicher Leistung zusammenstellen. Da sich das Nabenteil, das von relativ komplizierter Konstruktion ist, bei Kraftverstärkern von unterschiedlicher Größe und Leistung verwenden läßt, ergeben sich niedrigere Herstellungskosten bei erhöhter Produktivität.

Das Halteteil zum Verspannen des Scheibenteils mit dem inneren Ringwulst der Membran und dem zugehörigen Flansch ist an dem zentralen Nabenteil befestigt, und das elastische Druckglied, mittels dessen der Randabschnitt der Membranöffnung, durch welche die zugehörige Zugstange hindurchragt, an das Scheibenteil angedrückt wird, hängt mit dem Halteteil zusammen. Diese Anordnung ermöglicht es, das Scheibenteil und die Membran an dem zentralen Nabenteil zu befestigen und die durchgehende Öffnung der Membran mit Hilfe eines einzigen Bauteils abzudichten, wodurch sich eine Vereinfachung der Konstruktion ergibt.

Bei der beschriebenen konkav-konvexen Anordnung sind die zusammenarbeitenden Abschnitte auf dem Flansch, dem Scheibenteil, der Membran, dem zentralen Nabenteil und dem

Halteteil angeordnet, um die relative Lage dieser Teile in der Umfangsrichtung zu bestimmen, und die Öffnung des Scheibenteils, die Öffnung der Membran und die Öffnung der elastischen Druckplatte, durch welche jeweils eine Zugstange hindurchragt, sind im wesentlichen konzentrisch angeordnet. Daher läßt sich das austauschbare Scheibenteil zusammen mit der Membran leicht und zuverlässig mit dem zentralen Nabenteil verbinden, ohne daß hierbei die Zugstangen hinderlich sind, wodurch sich die Montage der gesamten Vorrichtung vereinfacht·

^ Andererseits wird die Öffnung des Scheibenteils, durch die die Zugstange hindurchragt, durch den beschriebenen kurzen Zylinder abgegrenzt, der an der Vorderseite des Scheibenteils ausgebildet ist, und dieser kurze Zylinder steht in Eingriff mit dem Lagebestimmungsschlitz an der äußeren Umfangsflache des Flansches, so daß es möglich ist, die Öffnung des Scheibenteils zu verstärken und die relative Lage des zentralen Nabenteils und des Scheibenteils in der Umfangsrichtung zu bestimmen. Außerdem ergibt sich hierbei eine besonders einfache Konstruktion« Wenn man mindestens zwei oder mehr solche kurzen Zylinder und Lagebestimmungsschlitze symmetrisch zur Achse des Verstärkerkolbens anordnet, läßt sich gleichzeitig sicherstellen, daß sich

'**"'* 25 eine konzentrische Anordnung des Nabenteils und des Scheibenteils ergibt.

Da die Halteplatte, welche das Scheibenteil und den inneren Wulst der Membran, der an dem Scheibenteil verankert ist, mit dem Flansch verspannt, an dem Nabenteil befestigt ist, ist es möglich, eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Nabenteil, dem Scheibenteil und dem inneren Ringwulst der Membran mit Hilfe einer einzigen Halteplatte herzustellen, so daß sich eine Vereinfachung der; Konstruktion ergibt.

Diese Anordnung ermöglicht es ferner, die Dehnung des inne-

1 ren Ringwulstes auch dann einzuschränken, wenn zwischen der ersten und der zweiten Arbeitskammer ein großer Druckunterschied auftritt, und Undichtigkeiten zwischen der ersten und der zweiten Arbeitskammer zu vermeiden.

Der Patentanwalt

Leerseite

Claims

Patentanwälte * " ** '*" 3220900

Hpl.-lng. H. MITSCHERLICH
Dipl.-ing.K. GUNSCHMANN

Dr.rer.natW. KÖRBER
HpI.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS

8 MONCHENZa₁SIeInSdOrWr. 10 3. Juni 1982

NISSIN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
840-banchi, Ooaza Kokubu, Ueda-shi Nagano-ken / Japan

Ansprüche

( 1.Hjnterdruck-Kraftverstärker mit einem Verstärkergehäuse, einem in dem Verstärkergehäuse axial verschiebbar geführten Verstärkerkolben mit einem zentralen Nabenteil und einem dieses an seiner Umfangsflache umgebenden Scheibenteil, ferner mit einer auf der Rückseite des Scheibenteils des Verstärkerkolbens angeordneten Membran mit einem inneren Ringwulst, der mit dem zentralen Nabenteil zusammenarbeitet, sowie mit einem äußeren Ringwulst, der mit der in der Umfangsrichtung verlaufenden Wand des Verstärkergehäuses zusammenarbeitet, wobei der Verstärkerkolben und die Membran gemeinsam den Innenraum des Verstärkergehäuses in eine vordere bzw. erste Arbeitskammer, die in Verbindung mit einer Unterdruckquelle steht, und eine hintere, zweite Arbeitskammer unterteilen, die mit Hilfe eines mit einem Betätigungsteil verbundenen Steuerventils nach Bedarf in Verbindung mit der ersten Arbeitskammer oder der Atmosphäre bringbar ist, Zugstangen, die sich durch das Scheibenteil des Verstärkerkolbens und die Membran hindurch erstrecken und die vordere Wand und die hintere Wand des Verstärkergehäuses miteinander verbinden, sowie Dichtungseinrichtungen, die durchgehenden Öffnungen des Scheibenteils zugeordnet sind, durch welche die Zugstangen hindurch-

ragen, dadurch gekennzeichnet , daß der VerstMrkerkolben (2) in das zentrale Nabenteil (2a) mit einem gegenüber seiner Umfangsflache nach außen ragenden Flansch (3) und das in Berührung mit der Rückseite des Flansches stehende Scheibenteil (2b) unterteilt ist und daß ein Halteteil (5) vorhanden ist, das das Scheibenteil und den inneren Ringwulst (4a) der Membran (4) mit dem Flansch verspannt und an der äußeren Umfangsflache des zentralen Nabenteils befestigt ist.
2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elastische Druckplatte (5a), die mit dem Halteteil (5) zusammenhängend ausgebildet ist und dazu dient, den Randabschnitt der durchgehenden Öffnung (34) der Membran

(4) an das Scheibenteil (2b) anzupressen.
3. Kraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (3), das Scheibenteil (2b), die Membran (4), das zentrale Nabenteil (2a) und das Halteteil (5) zusammenarbeitende Abschnitte aufweisen, die eine konkav-konvexe Anordnung derart bilden, daß die genannten Teile in der Umfangsrichtung in ihrer relativen Lage gehalten werden, und daß die Öffnung des Scheibenteils (2b), die Öffnung (34) der Membran (4) und eine Öffnung

(35) der elastischen Druckplatte (5a), durch welche jeweils eine Zugstange (11) hindurchragt, im wesentlichen konzentrisch mit der zugehörigen Druckstange angeordnet sind.
4. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Scheibenteil (2b) einen kurzen zylindrischen Ansatz (49) aufweist, der gegenüber seiner Vorderseite nach vorn ragt, die genannte Öffnung des Scheibenteils abgrenzt und in Eingriff mit einem Lagebestimmungsschlitz (42) steht, mit dem die äußere Umfangsflache des Flansches (3) versehen 1st.
5. Kraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagebestimmungsschlitz (42) eine kreisbogenförmig gekrümmte Begrenzungsfläche aufweist.
6. Kraftverstärker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr kurze zylindrische Abschnitte (49) mit zugehörigen Lagebestimmungsschlitzen (42)
symmetrisch derart angeordnet sind, daß sich die Längsachse des Verstärkerkolbens (2) zwischen ihnen hindurch erstreckt.
7. Kraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderseite des Scheibenteils (2b) mit Ausnahme des bzw. jedes kurzen zylindrischen Abschnitts (49) mit gegenüber dem Scheibenteil nach vorn ragenden Rippen derart versehen ist, daß sich die Rippen längs der äußeren Umfangsflache des Flansches (3) erstrecken.