DE3401402C2 - Vakuumbremskraftverstärker - Google Patents
VakuumbremskraftverstärkerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Vakuumbremskraftverstärker
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiger Bremskraftverstärker ist aus der FR
15 21 095 bekannt. Um bei einem Ausfall des Primärdruck
raumes des dem vorbekannten Bremskraftverstärker
nachgeschalteten Tandemhauptzylinders eine aus dem im
Sekundärdruckraum herrschenden Druck resultierende
Reaktionskraft auf die Kolbenstange übertragen zu können,
ist ein mit dem im Sekundärdruckraum herrschenden Druck
beaufschlagbares Reaktionselement vorgesehen, das mit
einem mit der Kolbenstange verbundenen Reaktionskolben in
kraftübertragende Verbindung bringbar ist. Das Reaktions
element ist dabei durch einen im Sekundärkolben
geführten, am Ende einer Druckstange angeordneten zweiten
Reaktionskolben gebildet, wobei das andere Ende der
Druckstange beim Ausfall des Primärdruckraumes an der
Stirnseite des ersten Reaktionskolbens zur Anlage kommt.
Als weniger vorteilhaft ist bei dem vorbekannten
Bremskraftverstärker der große bauliche Aufwand
anzusehen, der bei der Realisierung des erwähnten
Reaktionsmechanismus erforderlich ist.
Bei einer weiteren, aus einem Bremskraftverstärker sowie
einem ihm nachgeschalteten Tandemhauptzylinder bestehen
den Betätigungseinheit (DE-OS 27 11 510) ist in einer
zylindrischen Ausnehmung des Steuergehäuses des Brems
kraftverstärkers eine gummielastische Reaktionsscheibe
angeordnet, an der bei der Betätigung einerseits der
Primärkolben des Tandemhauptzylinders und andererseits
eine axiale Verlängerung eines mit der Kolbenstange
verbundenen Ventilkolbens zur Anlage kommen. Die Kolben
stange ist dabei an einem den Bremskraftverstärker be
tätigenden Bremspedal angelenkt, so daß eine Übertragung
der aus dem im Primärdruckraum herrschenden hydraulischen
Druck resultierenden Reaktionskraft auf das Bremspedal
stattfindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuum
bremskraftverstärker der eingangs genannten Art so zu
gestalten, daß die Anordnung des Reaktionselements einen
geringen baulichen Aufwand erfordert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
technischen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsmöglich
keiten zu; zwei davon sind in den Zeichnungen
schematisch dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Bremskraft
verstärker mit angeflanschtem
Tandem-Hauptzylinder und
Fig. 2 einen Bremskraftverstärker mit Über
setzungssprung mit angeflanschtem Haupt
zylinder im Längsschnitt.
Der Bremskraftverstärker gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen
aus dem aus zwei Gehäuseschalen 1, 2 zusammengefügten Ver
stärkergehäuse 3, dem das Unterdruckgehäuse 1 in eine
Arbeitskammer 4 und eine Unterdruckkammer 5 unterteilenden
beweglichen Wand 6, dem im Verstärkergehäuse 3 gehalten und
geführten Steuergehäuse 7, dem in Steuergehäuse 7 längs
verschiebbaren Steuerkolben 8, dem Tellerventil 9 und dem an
die Gehäuseschale 2 angeflanschten Hauptzylinder 46 mit
Kolben 10.
Das Steuergehäuse 7 ist mit Hilfe eines Dichtringes 11 gegen
über der Gehäuseschale 1 abgedichtet, so daß es in Pfeil
richtung A zusammen mit dem Membranteller 12 und der bei 13
zwischen den beiden Gehäuseschalen 1, 2 eingespannten Roll
membrane 14 bewegbar ist. Im Steuergehäuse 7 ist ein Kanal 15
vorgesehen, der die Unterdruckkammer 5 mit dem Ringraum 16
vor dem Tellerventil 9 verbindet. Ein zweiter Kanal 17
verbindet den Ringraum 18, der zwischen dem Steuerkolben 8
und der Längsbohrung 19 im Steuergehäuse 7 vorgesehen ist, mit
der Arbeitskammer. Der Steuerkolben 8 ist mit Hilfe einer
Druckstange 20, die am nicht näher dargestellten Bremspedal
angelenkt ist, gegen die Kraft einer Druckfeder 21 in Längs
richtung im Steuergehäuse 8 verschiebbar und zwar so weit,
bis der Flansch 22 an der Schulter 23 der Längsbohrung 24
anliegt. Das dem Hauptzylinder 46 zugekehrte Ende des Steuer
kolbens 8 weist eine Dichtung 25 auf, die den Steuerkolben 8
gegenüber dem zwischen dem Steuerkolben 8 und der Längsboh
rung 24 gebildeten Ringraum 26 abdichtet.
Das dem Hauptzylinder 46 zugekehrte Ende des Steuerkolbens 8
ist mit einem Kopfteil 27 versehen, das eine plane Stirn
fläche 28 aufweist, die so bemessen ist, daß sie mit der
Gummireaktionsscheibe 29 in Kontakt treten kann, die an dem
dem Steuerkolben 8 zugekehrten Ende des schwimmend gelagerten
Kolbens 10 in einer Ausnehmung 30 gelagert ist.
Der Hauptzylinder 46 weist zwei Druckmittel-Einlaufstutzen
31, 32 auf, die jeweils über Ausgleichsbohrungen 33, 34 mit
den entsprechenden Kolbenräumen 35 bzw. 36 verbunden sind.
Der Kolben 10 ist mit einer Schulter 37 versehen, mit der er
in der Bremslösestellung an der Anschlagschraube 38 anliegt.
Neben den Ausgleichsbohrungen 33, 34 sind außerdem Nachlauf
bohrungen 39, 40 vorgesehen, wobei die Nachlaufbohrung 39 in
einen im Kolben 10 ausgebildeten Ringraum 41 einmündet. Die
Nachlaufbohrung 40 stellt die Verbindung von der Ringnut 42
im Steuergehäuse 7 über den Druckmittel-Einlaufstutzen zum
Innenraum des nicht näher dargestellten Ausgleichsbehälters
her.
Der vorstehend beschriebene Bremskraftverstärker arbeitet wie
folgt:
Wird bei Beginn eines Bremsvorgangs die Druckstange 20 in
Pfeilrichtung A gegen die Kraft der Rückzugsfeder 43, 43′
verschoben, dann verschiebt sich gleichzeitig der Steuerkolben
8 und der am bremspedalseitigen Ende des Steuerkolbens
8 vorgesehene Ventilsitz 44 hebt sich von der Stirnfläche 45
des Tellerventils 9 ab, da die Stirnfläche 45 des Teller
ventils 9 am Ventilsitz 47 des Steuergehäuses 7 anliegt und
eine Folgebewegung des Tellerventils 9 verhindert. Über den
Filter 48, die Außenluftkammer 49, den Ringraum 18 und den
zweiten Kanal 17 kann nun Luft von außen her in die Arbeits
kammer 4 eintreten. Da die Unterdruckkammer 5 über den
Stutzen 50 ständig mit einer Unterdruckquelle verbunden ist,
entsteht nach dem Eintritt von atmosphärischer Luft in die
Arbeitskammer 4 eine Druckdifferenz zwischen den beiden
Kammern 4 und 5, so daß die bewegliche Wand 6 sich gegen die
Kraft der Feder 51 in Pfeilrichtung A bewegt und das Steuer
gehäuse 7 verschiebt, was zu einem Druckaufbau in den Kolben
räumen 35, 36 führt, da die gesamte Querschnittsfläche F2 des
hauptzylinderseitigen Teils des Steuergehäuses 7 als Kolben
fläche auf die im Kolbenraum 36 befindliche Druckmittelsäule
wirkt. Findet eine weitere Verschiebung der Druckstange 20 in
Pfeilrichtung nicht mehr statt, dann setzt sich die Stirn
fläche 45 des Tellerventils 9 auf den Ventilsitz am Steuer
kolben auf und unterbricht damit das weitere Einströmen der
Luft von außen her in die Arbeitskammer 4. Unterbleibt jetzt
jede Beaufschlagung der Druckstange 20, dann gleiten sowohl
der Steuerkolben 8, als auch das Steuergehäuse 7 mit der
beweglichen Wand 6 in ihre in Fig. 1 gezeigten Ausgangs
stellungen (Lösestellungen) zurück und die Stirnfläche 45 des
Tellerventils 9 hebt sich vom Ventilsitz 47 des Steuerge
häuses 7 ab und öffnet damit die Verbindung der Arbeitskammer
4 zur Unterdruckkammer 5 über den Ringraum 16 und den Kanal
15. In der Teilbremsstellung übt nach dem Überfahren der
Ausgleichsbohrung 34 durch die Primärmanschette 52 der sich
im Hauptzylinder 46 aufbauende Druck über die Querschnitts
fläche F1 eine Reaktionskraft auf die Druckstange 20 aus,
wodurch diese nach rechts verschoben wird und sich der
Ventilkolben 8 mit seinem Sitz 44 dichtend auf das Teller
ventil 9 aufsetzt, wodurch der Außendurchlaß geschlossen wird
und der Ventilkolben eine sogenannte Bereitschaftsstellung
einnimmt.
Bei Ausfall des an den Kolbenraum 36 angeschlossenen Brems
kreises bewegen sich bei Bremsbetätigung das Steuergehäuse 7
und der Ventilkolben 8 in Pfeilrichtung A, bis das Kopfteil
27 mit seiner Stirnfläche 28 auf die Gummireaktionsscheibe 29
stößt. Sobald sich in dem an den Kolbenraum 35 angeschlosse
nen Bremskreis ein Druck aufgebaut hat, bewirkt die Gummi
reaktionsscheibe 29 eine Reaktionskraft auf die Stirnfläche
53 des Ventilkolbens 8 und verschiebt diese nach rechts
entgegen der Pfeilrichtung A, wodurch die vorstehend be
schriebene Bereitschaftsstellung erreicht wird.
Die in Fig. 2 beschriebene Ausführungsform des Bremskraft
verstärkers unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestell
ten im wesentlichen dadurch, daß zwischen dem Steuergehäuse
57 und dem Ventilkolben eine Hülse 55 längs verschiebbar
gelagert ist und eine hydraulische Übersetzung mit Stufen
sprung bewirkt. Bei Betätigung des Bremspedals wird zunächst
nur der Ventilkolben 56 nach links verschoben. Sobald die
Verstärkungskraft einsetzt, wirkt die Fläche F2 auf die
Druckmittelsäulen in den Kolbenräumen 59, 60. Der im Kolben
raum 59 herrschende Druck bewirkt eine Reaktionskraft auf den
Ventilkolben 56 und damit auf die Druckstange 61, wobei die
Querschnittsfläche F3 des Ventilkolbens 56 wirksam ist. Bei
Ausfall des an den Kolbenraum 59 angeschlossenen Bremskreises
verschiebt der Ventilkolben 56 die Hülse 55, da sich die
Schulter 54 an die Ringfläche 53 anlegt und der Ventilkolben
56 so die Hülse 55 mit bewegt. Sobald die Stirnflächen 62 und
63 an der Gummireaktionsscheibe 58 anliegen und den Kolben 82
so weit verschoben haben, daß sich ein Druck im Kolbenraum 60
aufgebaut hat, erzeugt die Gummireaktionsscheibe 58 eine
Reaktionskraft, die die Druckstange 61 die Hülse 55 und den
Ventilkolben 56 nach rechts verschieben.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Bremskraftverstärker sind
also die Flächen, auf die die Reaktionskräfte einwirken,
verschieden groß. Die von der im Kolbenraum 59 wirkenden
Druckmittelsäule erzeugte Reaktionskraft wirkt auf die Fläche
F3 und die von der Gummireaktionsscheibe erzeugte Reaktions
kraft wirkt auf die Fläche F4.
Während bei dem Bremskraftverstärker nach Fig. 1 eine Primär
manschette 52 die Ausgleichsbohrung 34 bei Bremsbetätigung
verschließt und die Druckmittelsäule im Kolbenraum 36 vom
Ausgleichsbehälter (nicht näher dargestellt) trennt, wirkt
bei dem Verstärker nach Fig. 2 das Steuergehäuse 57 mit
Ventilkolben 56 und Hülse 55 als Plungerkolben über die
Querschnittsfläche F2. Der Hauptzylinder 65 ist zu diesem
Zwecke mit einem Ringventil 66 versehen, das von einer Druck
feder 67 in der Bremsstellung gegen die Nachlaufbohrung 68
gedrückt wird und in der Lösestellung vom Bund 69 der Hülse
55 gegen die Kraft der Druckfeder 67 so weit nach rechts
gezogen wird, daß die Mündung der Nachlaufbohrung 68 offen
ist und damit die Verbindung vom Nachlaufbehälter zum Kolben
raum 59 hergestellt ist. Der an die Gehäuseschale 70 ange
flanschte Hauptzylinder 65 ist mit Hilfe des Deckels 71, der
auf der Innenseite der Gehäuseschale 70 angeordnet ist,
verschlossen, wobei der Deckel 71 und der Hauptzylinder 65
miteinander verschraubt sind und dabei den radial inneren
Teil der Gehäuseschale 70 zwischen sich einschließen. Dich
tungen 72, 73 sorgen für die notwendige Abdichtung zwischen
der Gehäuseschale 70 und dem Hauptzylinder 65 einerseits und
der Gehäuseschale 70 und dem Deckel 71 andererseits. Eine
weitere Ringdichtung 74 umschließt das Steuergehäuse an
seinem dem Hauptzylinder 65 zugewandten Ende und sorgt für
eine druckfeste Trennung der Unterdruckkammer 75 vom Kolben
raum 59.
Wesentliche Vorteile der beschriebenen Bremskraftverstärker
bestehen darin, daß die herkömmliche Gummireaktionsscheibe
(beim intakten Bremskraftverstärker) durch die Bremsflüssig
keit, die sich in den Kolbenräumen 36 bzw. 59 befindet,
ersetzt wurde, was das Gerät temperaturunabhängiger macht.
Bei Betätigung des mit der Druckstange 20 bzw. 61 verbundenen
Bremspedals wird sofort die Schließung der Ausgleichsbohrun
gen 33, 34 bewirkt und der Verstärker aktiviert. Beim Ausfall
des Verstärkers wirkt die Fußkraft auf eine verkleinerte
Kolbenfläche, was für die Auslegung der Bremsanlage wesent
liche Vorteile hat.
Im Falle, daß der in Fig. 2 dargestellte Bremskraftverstärker
ausfällt, wirkt nicht die Querschnittsfläche F2 des Steuer
gehäuses 57 auf die im Kolbenraum 59 befindliche Druckmittel
säule, sondern die Querschnittsfläche der Hülse 55, da das
Steuergehäuse 57 von der auf die bewegliche Wand 77 einwir
kende Kolbenrückholfeder in der in der Fig. 2 dargestellten
Position gehalten wird. Infolge der verringerten wirksamen
Querschnittsfläche stellt sich bei Verstärkerausfall der
bereits weiter oben erwähnte "Stufensprung" ein mit der
Folge, daß sich die für die Abbremsung erforderliche Fußkraft
verringert (gegenüber einem Vakuumbremskraftverstärker her
kömmlicher Bauart).
Claims (8)
1. Vakuumbremskraftverstärker mit einer gegenüber dem
Verstärkergehäuse (3, 76) abgedichteten, auf ein
Steuergehäuse (7, 57) einwirkenden beweglichen Wand
(6, 77) und einer mit einem Bremspedal gekoppelten
Kolbenstange (20, 61) zum Betätigen eines Doppel
ventils (9, 44 bzw. 9, 47 und 79, 81 bzw. 80, 81),
durch welches eine Arbeitskammer (4, 78) des Brems
kraftverstärkers wahlweise mit Unterdruck oder
höherem Differenzdruck verbindbar ist, wobei das
Doppelventil (9, 44 bzw. 9, 47 und 79, 81 bzw. 80,
81) einen im Steuergehäuse (7, 57) axial verschieb
baren, mit der Kolbenstange (20, 61) gekoppelten
Ventilkolben (8, 56) aufweist, sowie mit einem mit
dem Verstärkergehäuse (3, 76) verbundenen Haupt
zylinder (46, 65), in dem ein schwimmend gelagerter
Zwischenkolben (10, 82) einen ersten (36, 59) und
einen zweiten Kolbenraum (35, 60) für je einen Brems
kreis voneinander trennt, wobei das Steuergehäuse
(7, 57) oder eine mit dem Steuergehäuse (7, 57) in
Wirkverbindung stehende Hülse (55) mit dem darin
geführten Ventilkolben (8, 56) dichtend durch eine
Wand (Deckel 71) des Hauptzylinders (46, 65) hin
durchgeführt sind und die der Kolbenstange (20, 61)
abgewandten Enden des Ventilkolbens (8, 56) und des
Steuergehäuses (7, 57) oder der Hülse (55) in der
Bremsstellung in den ersten Kolbenraum (36, 59) des
Hauptzylinders (46, 65) eintauchen und wobei vom
Zwischenkolben (10, 82) an seinem dem Ventilkolben
(8, 56) zugewandten Ende ein Reaktionselement
(Reaktionsscheibe 29, 58) aufgenommen ist, welches
bei Ausfall des dem ersten Kolbenraum (36, 59) zuge
ordneten Bremskreises in Anlage an die Stirnfläche
(53,62) des Ventilkolbens (8, 56) gelangt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zwischen
kolben (10, 82) an seiner dem Ventilkolben (8, 56)
zugewandten Stirnfläche mit einer Reaktionsscheibe
(29, 58) aus gummielastischem Werkstoff als
Reaktionselement versehen ist, die bei Ausfall des
dem ersten Kolbenraum (36, 59) zugeordneten Brems
kreises weiterhin in Anlage an die Stirnfläche des
Steuergehäuses (7) oder der den Ventilkolben (56)
umschließenden Hülse (55) gelangt.
2. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hülse (55)
zwischen dem Ventilkolben (56) und dem Steuer
gehäuse (57) gelagert ist und einen Kragen oder
Bund (69), der in Lösestellung an einer Stirnfläche
des Steuergehäuses (57) anliegt, sowie einen An
schlag oder Ringfläche (53) aufweist, die mit einer
Schulter (54) des Ventilkolbens (56) zum Verschieben der Hülse (55) in Betätigungsrichtung zusammenwirkt.
3. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
dem Verstärkergehäuse (3, 76) zugekehrte
Stirnfläche des Zwischenkolbens (10, 82) des Haupt
zylinders. (46, 65) eine Ausnehmung (30) oder Ver
tiefung (83) aufweist, in die die gummielastische
Reaktionsscheibe (29, 58) eingelegt ist, wobei der
Ventilkolben (8, 56) und ein Kopfteil (27) des
Steuergehäuses (7) oder die den Ventilkolben (56)
umschließende Hülse (55) bei Ausfall des dem ersten Kolbenraum (36, 59) zugeordneten
Bremskreises in diese Ausnehmung (30) oder Ver
tiefung (83) eintaucht.
4. Vakummbremskraftverstärker nach Anspruch 2 ,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Bund (69) mit einem die Hülse (55) zumindest
teilweise umschließenden Ringventil (66)
zusammenwirkt, welches in der Bremsstellung die
Nachlaufbohrung (68) für den ersten Kolbenraum (59)
schließt, wobei das Ringventil (66) im Schließsinne
von einer Druckfeder (67) beaufschlagt ist.
5. Vakuumbremskraftverstärker nach einem oder mehreren
der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Hauptzylinder (65) von einem ringförmigen Deckel
(71) auf seinem dem Verstärkergehäuse (76) zuge
kehrten Ende verschlossen ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem Deckel
(71) und dem offenen Ende des Hauptzylinders (65)
eine einen Teil der Wand der Unterdruckkammer (75)
bildende Gehäuseschale (70) des Verstärker
gehäuses (76) eingespannt ist, wobei durch die
zentrale Öffnung des ringförmigen Deckels (71) das
längsverschiebbare Steuergehäuse (57) dichtend hin
durchgeführt ist.
6. Vakuumbremskraftverstärker nach einem oder mehreren
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hülse (55) in
einer Längsbohrung des Steuergehäuses (57) geführt
ist, wobei die Längsbohrung der Hülse (55) als
Stufenbohrung ausgebildet ist und das hauptzylinderseitige Ende des
Ventilkolbens (56) in der kleinen Stufe der Längs
bohrung geführt ist und wobei die Hülse (55) mit
dem Ventilkolben (56) zusammenwirkende Anschläge
(84, 85) aufweist, die den Verschiebeweg des
Ventilkolbens (56) relativ zur Hülse (55) begren
zen.
7. Vakuumbremskraftverstärker nach einem oder mehreren
der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Längsbohrung im
Steuergehäuse (7) zur Halterung und Führung des
Ventilkolbens (8) als Stufenbohrung ausgebildet
ist, wobei am hauptzylinderseitigen Ende des
Ventilkolbens (8) in der kleinen Stufe der Stufen
bohrung eine Ringnut (86) vorgesehen ist, die mit
einem am Ventilkolben (8) gehaltenen Anschlagring
(87) zusammenwirkt und die Längsbewegung des Ven
tilkolbens (8) gegenüber dem Steuergehäuse (7) be
grenzt.
8. Vakuumbremskraftverstärker nach einem oder mehreren
der Patentansprüche 1, 3, 5 oder 7, dadurch ge
kennzeichnet , daß das hauptzylinder
seitige Ende des Steuergehäuses (7) als Druck
stangenkolben ausgebildet ist und einen Dichtring
oder eine Primärmanschette (52) aufweist, die mit
einer Ringnut (42) korrespondiert, die in die Man
telfläche des in den ersten Kolbenraum (36) eintauchenden
Teils des Steuergehäuses (7) eingeschnitten ist,
wobei die Ringnut (42) in der Lösestellung mit der
Nachlaufbohrung (40) für den ersten Kolbenraum (36) ver
bunden ist.
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