DE3327223A1 - Vacuum operated brake booster - Google Patents
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Abstract
Description
Vakuumbetriebener BremskraftverstärkerVacuum operated brake booster
Die Erfindung betrifft einen vakuumbetriebenen Bremskraftverstärker mit einem gegenüber dem Verstärkergehäuse abgedichteten Verstärker kolben und einer mit einem Bremspedal gekoppelten Kolbenstange zum Betätigen eines Doppelventils, durch welches eine Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers wahlweise mit Unterdruck oder höheren Differenzdruck verbindbar ist, in dem ein erstes Ventil durch einen Ventilsitz am Verstärkerkolben und ein in Richtung des Ventilsitzes vorgespanntes Tellerventil und ein zweites Ventil durch dasselbe Tellerventil und einem mit der Kolbenstange verbundenen Ventilkolben gebildet ist, wobei der Verstärkerkolben mit einem ersten Steuergehäuseteil in Wirkverbindung steht, das seinerseits an einem zweiten Steuergehäuseteil geführt ist, nach Patent (Patentanmeldung P 3318744.4).The invention relates to a vacuum-operated brake booster piston with a sealed against the booster housing booster and one Piston rod coupled to a brake pedal for actuating a double valve, through which a working chamber of the brake booster optionally with negative pressure or higher differential pressure can be connected, in which a first valve through a Valve seat on the booster piston and one preloaded in the direction of the valve seat Poppet valve and a second valve through the same poppet valve and one with the Piston rod connected valve piston is formed, the booster piston with a first control housing part is in operative connection, which in turn on a second control housing part is performed, according to patent (patent application P 3318744.4).
Durch die Erfindung nach der Hauptanmeldung ist ein Bremskraftverstärker geschaffen, bei dem bei Betätigung sofort und ohne Leerweg eine Ausgangskraft erzeugt wird, und bei dem gleichzeitig eine Verbesserung der Ansprech- bzw. Lösezeit erreicht wurde. Weiterhin ist bei diesem Bremskraftverstärker die Montage verbilligt worden, da dieser einen besonders einfachen Aufbau seiner einzelnen Baugruppen aufweist.The invention according to the main application provides a brake booster created in which, when actuated, an output force is generated immediately and without idle travel is achieved, and at the same time an improvement in the response or release time is achieved became. Furthermore, the assembly of this brake booster has been made cheaper, because this has a particularly simple structure of its individual assemblies.
Schließlich wurde ein besonders kleiner und leichter Bremskraftverstärker geschaffen, bei dem der angeschlossene Hauptzylinder zumindest teilweise in das Aggregatgehäuse des Bremsgerätes einbaubar ist.Finally, there was a particularly small and light brake booster created, in which the connected master cylinder is at least partially in the The unit housing of the braking device can be installed.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Abdichtung der beiden Steuergehäuseteile zueinander zu verbessern und dabei zusätzlich den Einfluß des atmosphärischen Druckes auf die außenliegenden Flächen des Tellerventils zu verringern und damit insbesondere auch die Funktionscharakteristik des Verstärkers zu verbessern.The present invention is based on the object of the seal to improve the two control housing parts to each other and in addition to the Influence of atmospheric pressure on the outer surfaces of the poppet valve to reduce and thus in particular the functional characteristics of the amplifier to improve.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das ringförmige Tellerventil an seinem der Dichtfläche abgekehrten Abschnitt einen umlaufenden, radial über den letzten Abschnitt nach außen zu abstehenden Kragen oder eine ringförmige Dichtlippe aufweist, die im eingebauten Zustand an der Innenfläche des zweiten Steuergehäuseteils dichtend anliegt, wobei das Tellerventil selbst an seiner Ringfläche am letzten Abschnitt vom ersten Steuergehäuseteil umgriffen und gehalten ist.According to the invention this is achieved in that the annular poppet valve at its section facing away from the sealing surface a circumferential, radially over the last section to the outside to protruding collar or an annular sealing lip has, which in the installed state on the inner surface of the second control housing part rests tightly, with the poppet valve itself on its annular surface at the last Section is encompassed and held by the first control housing part.
Vorzugsweise liegt in Lösestellung das erste Steuergehäuseteil über den Ventildichtsitz an der Dichtfläche des Tellerventils an, wobei das Tellerventil auf seiner der Dichtfläche abgewandten Seite einen Anschlag aufweist, der unmittelbar oder unter Zwischenschaltung einer Hülse, deren radial nach außen zu abstehende Nasen an mit diesen korrespondierenden Nocken am zweiten Steuergehäuseteil anliegt, seinerseits von einem Dichtring umschlossen ist, der vom Verstärkergehäuseteil gehalten ist, wobei die beiden Ventile geschlossen sind, so daß bei Betätigung der Kolbenstange das zweite Ventil ohne Leerwegverlust abhebt.The first control housing part preferably overlies in the release position the valve seat on the sealing surface of the poppet valve, whereby the poppet valve on its side facing away from the sealing surface has a stop which directly or with the interposition of a sleeve whose radially outwardly protruding Lugs rests against these corresponding cams on the second control housing part, is in turn enclosed by a sealing ring which is held by the amplifier housing part is, the two valves are closed, so that when the piston rod is actuated the second valve lifts off without loss of free travel.
Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu, eine davon ist in der anhängenden Zeichnung näher dargestellt.The invention allows a wide variety of design options, one of them is shown in more detail in the attached drawing.
Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch einen vakuumbetriebenen Vakuumbremskraftverstärker Fig. 2 den Federring gemäß Fig. 1 in der Draufsicht und Fig. 3 die Steuergehäuse-Baugruppe im Längsschnitt (stark vergrößert) Fig. 4 und das Tellerventil im Längsschnitt (stark vergrößert).Fig. 1 shows the longitudinal section through a vacuum-operated vacuum brake booster FIG. 2 shows the spring ring according to FIG. 1 in a top view and FIG. 3 shows the control housing assembly in longitudinal section (greatly enlarged) Fig. 4 and the poppet valve in longitudinal section (greatly enlarged).
Wie die Schnittzeichnung zeigt, besteht der Bremskraftverstärker im wesentlichen aus dem zweiteiligen Verstärkergehäuse 7, 22, der den Gehäuseinnenraum in die Kammern 20, 23 aufteilenden Rollmembrane 18, dem Membranteller 19, dem Vakuumanschluß 24, der mit dem nicht näher dargestellten Hauptzylinder zusammenwirkenden Gerätefeder 25, den beiden Steuergehäuseteilen 2, 4, dem Tellerventil 1, dem Ventilkolben 16, der Gummireaktionsscheibe 30, der Kolbenstange 14 und der Druckstange 29.As the sectional drawing shows, the brake booster consists of the essentially from the two-part amplifier housing 7, 22, the housing interior into the chambers 20, 23 dividing rolling diaphragm 18, the diaphragm plate 19, the vacuum connection 24, the device spring cooperating with the master cylinder, not shown in detail 25, the two control housing parts 2, 4, the poppet valve 1, the valve piston 16, the rubber reaction disk 30, the piston rod 14, and the push rod 29.
Die Gerätefeder 25 drückt den Membranteller 19 mit dem ersten Steuergehäuseteil 2 über den Dichtsitz 12 an das Tellerventil 1 bzw. die Dichtfläche 11 und über den zweiten Steuergehäuseteil 4 gegen das Verstärkergehäuseteil 7, wozu sich die Gerätefeder 25 über den Flansch 26 auf dem ersten Steuergehäuseteil 2 abstützt.The device spring 25 presses the diaphragm plate 19 with the first control housing part 2 via the sealing seat 12 to the poppet valve 1 or the sealing surface 11 and via the second control housing part 4 against the amplifier housing part 7, including the device spring 25 is supported on the first control housing part 2 via the flange 26.
Das Tellerventil 1 hat auf der der Dichtfläche 11 abgewandten Seite einen Anschlag 8, der in Lösestellung über die Hülse 36 im Steuergehäuseteil 4 anschlägt. Das Steuergehäuseteil 4 seinerseits liegt vorzugsweise am Dichtring 5 an und hat somit eine fest definierte hintere Stellung. In dieser Stellung wird der Dichtsitz 9 am Ventilkolben 16 sowie der Dichtsitz 12 im Steuergehäuseteil 2 des zweiteiligen Steuergehäuses 2, 4 gegen die Dichtfläche 11 des Tellerventils 1 gedrückt. Dadurch kann bei Betätigung der Kolbenstange 14 der Ventilkolbendichtsitz 9 sofort abheben und das Gerät spricht ohne Leerweg an.The poppet valve 1 has on the side facing away from the sealing surface 11 a stop 8 which strikes in the release position via the sleeve 36 in the control housing part 4. That The control housing part 4, for its part, is preferably on the sealing ring 5 and thus has a clearly defined rear position. In this position is the sealing seat 9 on the valve piston 16 and the sealing seat 12 in the control housing part 2 of the two-part control housing 2, 4 against the sealing surface 11 of the poppet valve 1 pressed. As a result, when the piston rod 14 is actuated, the valve piston sealing seat can 9 pick up immediately and the device responds without any idle movement.
Bei Betätigung der Kolbenstange 14 läuft das erste Steuergehäuseteil 2 vor, bis der Anschlag 3 das zweite Steuergehäuseteil 4 mitnimmt. Die Lauffläche für den Dichtring 5 ist somit entsprechend kurz ausgebildet. Die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 werden durch die Dichtkante 40 des Tellerventils 1 gegeneinander abgedichtet.When the piston rod 14 is actuated, the first control housing part runs 2 before the stop 3 takes the second control housing part 4 with it. The tread for the sealing ring 5 is thus designed to be correspondingly short. The two control housing parts 2, 4 are sealed against one another by the sealing edge 40 of the poppet valve 1.
Der Ventilkolben 16 ist nicht mit der Scheibe 6, die zur Einstellung der Geräteübersetzung dient, fest verbunden, da der Anschlag 3 den Öffnungsweg des Ventilkolbens 16 begrenzt. Durch Ineinanderschachteln der beiden Steuergehäuseteile 2, 4 wird eine große Führungslänge erreicht und somit ein Ausknicken oder Klemmen der Steuergehäuseteile 2, 4 verhindert.The valve piston 16 is not connected to the disk 6, which is used for adjustment the device translation is used, firmly connected, since the stop 3 the opening path of the Valve piston 16 limited. By nesting the two control housing parts 2, 4 a large guide length is achieved and thus buckling or jamming the control housing parts 2, 4 prevented.
Die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 machen eine Relativbewegung zueinander, und zwar beim Ansprechen des Gerätes, und wenn das Gerät in seine hintere Stellung zurückgelaufen ist. Während der gesamten sonstigen Funktion stehen die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 relativ zueinander still.The two control housing parts 2, 4 move relative to one another, namely when the device responds, and when the device is in its rear position ran back. During the entire rest of the function, the two parts of the control housing are in place 2, 4 silent relative to each other.
Da sich in der Lösestellung die Gerätefeder 25 und die Kolbenstangenrückholfeder 10 über die Dichtfläche 11 am Tellerventil 1 abstützen, sind die Dichtsitze 9 und 12 vorzugsweise so ausgebildet, daß nach ca. 0,2 mm Verformung des Gummis, eine vergleichsweise große Fläche zum Tragen kommt, um eine Schädigung des Werkstoffs zu vermeiden. Die Begrenzung des Relativweges der beiden Steuergehäuseteile 2, 4 am Anschlag 3 übernimmt ein Federring 17, der von der Seite her aufgesteckt wird.Since the device spring 25 and the piston rod return spring 10 over the sealing surface 11 on Support poppet valve 1 are the Sealing seats 9 and 12 are preferably designed so that after about 0.2 mm deformation of the rubber, a comparatively large area comes into play to damage of the material. The limitation of the relative travel of the two control housing parts 2, 4 at the stop 3 is taken over by a spring ring 17, which is attached from the side will.
Das zweite Steuergehäuseteil 4 liegt in der Lösestellung mit seinem Kragen 28 am im Verstärkergehäuseteil 7 eingepreßten Dichtring 5 mit Anschlag 27 an, wobei das Tellerventil 1 mit dem Anschlag 8 über die Hülse 36 im Steuergehäuseteil 4 anschlägt. Der Dichtsitz 9 des Ventilkolbens 16 wird von der Feder 10 an die Tellerventildichtfläche 11 angedrückt, wobei der Dichtsitz 12 des Steuergehäuseteils 2 von der Gerätefeder 25 über den Flansch 26 an die Dichtfläche 11 des Tellerventils 1 gedrückt wird. In der in der Zeichnung dargestellten Lage der beiden Steuergehäuseteile 2, 4 herrscht in den Kammern 20, 23 Druckausgleich.The second control housing part 4 is in the release position with his Collar 28 on sealing ring 5 with stop 27 pressed into amplifier housing part 7 on, the poppet valve 1 with the stop 8 via the sleeve 36 in the control housing part 4 strikes. The sealing seat 9 of the valve piston 16 is attached to the poppet valve sealing surface by the spring 10 11 pressed, the sealing seat 12 of the control housing part 2 from the device spring 25 is pressed via the flange 26 against the sealing surface 11 of the poppet valve 1. In the position shown in the drawing of the two control housing parts 2, 4 prevails in the chambers 20, 23 pressure equalization.
Bei Betätigung wird an der Kolbenstange 14 eine Bewegung in Pfeilrichtung A erzeugt, so daß der Ventilkolbendichtsitz 9 von der Tellerventildichtfläche 11 abhebt und atmosphärischer Druck in die Kammer 20 einströmt. Durch die entstehende Druckdifferenz zwischen den Kammern 20, 23 entsteht eine Kraft, die den ersten Steuergehäuseteil 2 in Richtung auf den nicht näher dargestellten Hauptzylinder treibt. Die Reaktionskraft zum Dosieren des Gerätes wird über eine Gummireaktionsscheibe 30 auf die Kolbenstange 14 ubertragen.When actuated, the piston rod 14 moves in the direction of the arrow A generated so that the valve piston sealing seat 9 from the poppet valve sealing surface 11 lifts off and atmospheric pressure flows into the chamber 20. Through the emerging Pressure difference between the chambers 20, 23 creates a force that the first control housing part 2 drives in the direction of the master cylinder, not shown in detail. The reaction force To dose the device, a rubber reaction disk 30 is placed on the piston rod 14 transmitted.
Der Steuergehäusedichtsitz 12 wird von der Tellerventildichtfläche 11 des Tellerventils 1, das mit dem Steuergehäuseteil 2 mitläuft in der ersten Bewegungsphase dichtgehalten, indem sich die Feder 15 über den Steuergehäusedichtsitz 12 abstützt, bis die Dichtsitze 12 und 9 in die sogenannte Schnüffelstellung eintreten.The control housing seal seat 12 is from the poppet valve sealing surface 11 of the poppet valve 1, which runs with the control housing part 2 in the first movement phase kept tight, in that the spring 15 is supported on the control housing sealing seat 12, until the sealing seats 12 and 9 enter the so-called sniffing position.
Das Steuergehäuse 4 bleibt bei Betätigung zunächst stehen, bis es von einem Federring 17 über einen Anschlag 3 mitgenommen wird. Die Feder 41 unterstützt von der Feder 15 hält die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 nach dieser Relativbewegung nun in dieser Stellung fest.When actuated, the control housing 4 initially stops until it is taken along by a spring ring 17 via a stop 3. The spring 41 supports the spring 15 holds the two control housing parts 2, 4 after this relative movement now firmly in this position.
Während des Lösens wird die Kraft an der Kolbenstange 14 weggenommen, so daß die Feder 10 den Ventilkolben 16 mit Dichtsitz 9 zurückdrücken kann, bis der Steuergehäusedichtsitz 12 öffnet. Der Öffnungsweg wird durch den Anschlag 3 der beiden Steuergehäuseteile 2, 4 begrenzt. Der atmosphärische Druck kann nun aus der Kammer 20 über die Kanäle 31, 32 abgesaugt werden. Der Steuergehäusedichtsitz bleibt so lange geöffnet, bis das Gerät ganz zurückgefahren ist und der Steuergehuseteil 4 mit seinem Kragen 28 am Anschlag 27 anliegt und der Steuergehäusedichtsitz 12 von der Gerätefeder 25 zurückgedrückt wird. Die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 fahren dabei ineinander und der Anschlag 3 wird freigegeben, so daß das Gerät sich nun in Lösestellung befindet.During the release, the force on the piston rod 14 is removed, so that the spring 10 can push back the valve piston 16 with sealing seat 9 until the timing case seal seat 12 opens. The opening path is determined by the stop 3 of the two control housing parts 2, 4 limited. The atmospheric pressure can now be off the chamber 20 via the channels 31, 32 are sucked off. The timing case seal seat remains open until the device is fully retracted and the control housing part 4 rests with its collar 28 on the stop 27 and the control housing sealing seat 12 is pushed back by the device spring 25. Move the two control housing parts 2, 4 thereby interlocking and the stop 3 is released so that the device is now is in the release position.
Der Ventilkolben 16 weist an seinem der Kolbenstange 14 abgewandten Ende eine kugelabschnittsförmige Stirnfläche 42 auf; mit der er an der Scheibe 6 anliegt, wodurch ein Klemmen der Scheibe 6 in ihrer Führung im Steuergehäuseteil 2 vermieden wird.The valve piston 16 faces away from the piston rod 14 on its side End of a spherical segment-shaped end face 42; with which he on the disc 6 is applied, whereby a Clamping the disc 6 in its guide in the Control housing part 2 is avoided.
Bei der Montage wird die Kolbenstange 14 zusammen mit der Hülse 36, dem Tellerventil 1, dem Ventilkolben 16 und der Feder 41 und 15 in das Steuergehäuseteil 2 eingeschoben, wobei sich der Bund 43 an den sich radial nach innen zu von der Hülse 36 erstreckenden Nasen 44 abstützt, so daß über die Kolbenstange 14 die Hülse 36 mit Tellerventil 1 und Feder 41 und 15 mit Kraft eingeschoben werden können. In der Montage-Endphase wird das Steuergehäuseteil 4 auf das Steuergehäuseteil 2 aufgeschoben, wobei die Nasen 45 am Steuergehäuseteil 4 an der Hülse 36 anschlagen und die Feder 41 und 15 auf Vorspannung halten. Mit Hilfe des Federringes 17 werden schließlich die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 zueinander arretiert.During assembly, the piston rod 14 together with the sleeve 36, the poppet valve 1, the valve piston 16 and the spring 41 and 15 in the control housing part 2 inserted, with the collar 43 extending radially inward from the Sleeve 36 is supported extending lugs 44, so that the sleeve over the piston rod 14 36 with poppet valve 1 and spring 41 and 15 can be pushed in with force. In the final assembly phase, the control housing part 4 is attached to the control housing part 2 pushed on, the lugs 45 striking the control housing part 4 on the sleeve 36 and keep the springs 41 and 15 biased. With the help of the spring ring 17 are finally the two control housing parts 2, 4 locked to one another.
Ein besonderer Vorteil des Tellerventils 1 besteht darin, daß dieses einerseits am ersten Steuergehäuseteil 2 gehalten und geführt ist und mit einr ringförmigen Lippe 40 an der zylindrischen Innenwand des zweiten Steuergehäuseteils 4 dichtend anliegt, so daß ein zusätzlicher Dichtring, der die beiden Steuergehäuseteile 2, 4 gegeneinander abdichtet, eingespart wird.A particular advantage of the poppet valve 1 is that this on the one hand is held and guided on the first control housing part 2 and with a ring-shaped Lip 40 sealing on the cylindrical inner wall of the second control housing part 4 is applied so that an additional sealing ring, which the two control housing parts 2, 4 seals against each other, is saved.
Das Tellerventil 1 weist die vier Abschnitte A, B, C, D auf, wobei der Abschnitt A an seiner Stirnfläche die Dichtfläche 11 bildet, die sowohl mit der Dichtkante 9 des Ventilkolbens 16 als auch mit der Dichtkante 12 des ersten Steuergehäuseteils 2 zusammenwirkt. Der dem Abschnitt A diametral gegenüberliegende, das andere Ende des Tellerventils 1 bildende Abschnitt D hat im wesentlichen eine rechteckige Querschnittsfläche, wobei ein ringförmiger Kragen oder Dichtlippe 40 radial nach außen zu hervorsteht, die bei eingebautem Tellerventil 1 dichtend an der zylindrischen Innenfläche 46 des zweiten Steuergehäuseteils 4 anliegt. Mit seiner radial außenliegenden, zylindrischen Dichtfläche 47 liegt der Abschnitt D des Tellerventils fest am ersten Steuergehäuseteil 2 an; ein besonderer Spannflansch 48, der im übrigen dazu dient, die Feder 41 abzustützen, liegt an der Innenfläche des Abschnitts D an und drückt diesen Teil des Tellerventils fest gegen seinen Sitz am ersten Steuergehäuseteil 2. Die Abschnitte B und C bilden zusammen einen Faltenbalg, so daß die Gesamtlänge L des Tellerventils 1 durch Krafteinwirkung in axialer Richtung veränderbar ist.The poppet valve 1 has the four sections A, B, C, D, where the section A forms the sealing surface 11 at its end face, which both with the sealing edge 9 of the valve piston 16 as well as with the sealing edge 12 of the first Control housing part 2 cooperates. The diametrically opposite section A, the other end of the poppet valve 1 forming portion D has substantially one rectangular Cross-sectional area, with an annular collar or sealing lip 40 radially inward protrudes outside, which with built-in poppet valve 1 sealingly on the cylindrical Inner surface 46 of the second control housing part 4 rests. With its radially outer, cylindrical sealing surface 47, section D of the poppet valve lies firmly on the first Control housing part 2 on; a special clamping flange 48, which also serves to to support the spring 41 abuts the inner surface of the portion D and pushes this part of the poppet valve firmly against its seat on the first control housing part 2. Sections B and C together form a bellows so that the total length L of the poppet valve 1 can be changed by the action of force in the axial direction.
Um die Kraft, die durch den Atmosphärendruck auf den hinteren Teil des Steuergehäuseteils 4 einwirkt, möglichst klein zu halten, ist die Abdichtung des Tellerventils 1 gegenüber dem Steuergehäuseteil 4 radial weit nach außen verlegt und wird dort von einer Dichtlippe 40 besorgt. Das Tellerventil 1 selbst sitzt dichtend am ersten Steuergehäuseteil 2. Durch diese Anordnung wird die atmosphärische Kraft sehr klein und kann durch die Feder 41 vollständig kompensiert werden.To the force exerted by the atmospheric pressure on the rear part of the control housing part 4 acts to keep it as small as possible, the seal of the poppet valve 1 moved radially far outward with respect to the control housing part 4 and is taken care of by a sealing lip 40 there. The poppet valve 1 itself is seated in a sealing manner on the first control housing part 2. With this arrangement, the atmospheric force very small and can be fully compensated by the spring 41.
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