-
Bremskraftverstärker
-
Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge
mit einem durch eine oder mehrere Trennwände in Räume aufteilten Gehäuse, wobei
von den Räumen mindestens einer als Unterdruckkammer konstanten Drucks und mindestens
einer als Arbeitskammer veränderbaren Drucks ausgebildet ist, und mit einem mit
einer oder mehreren der beweglichen Wände fest verbundenen, in Betätigungsrichtung
verschieblichen Steuergehäuse und mit einer, einen Ventilkolben und ein Tellerventil
aufweisenden Ventileinrichtung, die mit einer mit dem Bremspedal geoppelten Kolbenstange
zusammenwirkt und den Durchlaß der Außenluft zu jdeder Arbeitskammer steuert, wobei
mit dem Steuergehäuse eine Druckstange unter Zwischenschaltung einer Gummireaktionsscheibe
in Wirkverbindung steht, die bei Bremsbetätigung den Kolben des Hauptzylinders verschiebt.
-
Bei Bremskraftverstärkern des infragestehenden Typs (DE-OS 33 03 577)
ist es üblich, die zur Erzeugung einer Reaktionskraft notwendige Gummireaktionsscheibe
in einer besonderen Ausnehmung im aus Kunststoff gefertigten, die Ventileinrichtung
enthaltenden Steuergehäuse unterzubringen und die auf die Gummireaktionsscheibe
einwirkende Druckstange mit einem tellerförmigen Kopfteil zu versehen, dessen Durchmesser
demjenigen der Gummireaktionsscheibe entspricht, wobei das Kopfteil in der Ausnehmung
geführt und von einem in eine Nut in der Innenwand der Ausnehmung eingesetzten Sprengring
gegen ein Herausrutschen aus der
Ausnehmung gesichert ist. Diese
bekannte Bauweise hat den Nachteil, daß die Innenwand der Ausnehmung insbesondere
bei der Montage des Bremskraftverstärkers leicht beschädigt wird, da die das Kopfteil
der Druckstange führende Fläche des aus Kunststoff gefertigten Steuergehäuses außerordentlich
empfindlich gegenüber Stößen und ein Verkanten des Kopfteils ist. Darüber hinaus
ist es bei den bekannten Verstärkern kaum möglich, den Abstand zwischen dem Ventilkolben
einerseits und der dem Ventilkolben zugekehrten Stirnfläche der Gummireaktionsscheibe
andererseits genau abzustimmen. Ist der Verstärker bereits fertig montiert oder
in das Fahrzeug eingebaut und zeigt eine Überprüfung der Funktion des Verstärkers
dann, daß dieser zu heftig oder mit Verzögerung anspricht, bleibt nichts weiter
übrig, als den Verstärker auszubauen und teilweise zu zerlegen, um eine andere Gummireaktionsscheibe
oder einen anderen Ventilkolben einzubauen. Der Einbau dieser Teile kann dann aber
nur bei entferntem Hauptzylinder und ausgebauter Druckstange erfolgen.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen
Bremskraftverstärker so auszubilden, daí> der für die Arbeitscharakteristik des
Aggregats wichtige Abstand zwischen der dem Bremspedal abgekehrten Stirnfläche des
Ventilkolbens oder einer mit ihm verbundenen Druckscheibe und der dem Hauptzylinder
abgekehrten Stirnfläche der Gummireaktionsscheibe sowohl bei fertig montiertem Gerät
als auch nach seinem Einbau in das Kraftfahrzeug abgestimmt werden kann.
-
Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch ein in der zentraten Bohrung
des Steuergehäuses angeordnetes, sich am
hauptzylinderseitigen Ende
des Ventilkolbens an diesem abstützendes und zusammen mit dem Ventilkolben verschiebbares
Druckstück, dessen Stirnfläche unmittelbar oder unter Zwischenschaltung einer Druckscheibe
auf die Gummireaktionsscheibe einwirkt. Der Ventilkolben läßt sich bei dieser Ausbildung
von der Seite des Bremspedals her aus seiner zentralen Bohrung im Steuergehäuse
entfernen, indem die ganze aus Kolbenstange, Tellerventil, Rückstellfedern, Ventilkolben
und Luftfilter bestehende Baugruppe aus dem Halsteil des Steuergehäuses herausgezogen
wird.
-
Mit Vorteil weist das Druckstück einen sich an seinem der Stirnfläche
abgekehrten Ende in axialer Richtung erstreckenden Stift, Zapfen oder Bolzen auf,
mit dem es in eine Bohrung des Ventilkolbens eingreift.
-
Vorzugsweise sind zwischen Druckstück und Ventilkolben Distanzsscheiben
angeordnet, die von einem Bolzen gehalten sind, der Druckstück und Ventilkolben
miteinander verbindet. Um einen festen Sitz des Druckstücks am Ventilkolben zu gewährleisten,
ist der in der Sacklochbohrung des Ventilkolbens eingeführte Bolzen mit einem Längsschlitz
versehen. Anstelle eines glatten Zapfens oder Bolzens kann das Druckstück auch mit
einem Schraubbolzen versehen sein, der in eine korrespondierende Gewindebohrung
am hauptzylinderseitigen Ende des Ventilbolzens einschraubbar ist.
-
Der Bolzen dazu ist zweckmäßigerweise geschlitzt, so daß er mit einer
gewissen Vorspannung in der Sacklochbohrung des Ventilkolbens sitzt.
-
Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu.
Eine davon ist in den anhängenden Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigen: Fig.
1 den Längsschnitt durch einen Tandem-Bremskraftverstarker Fig. 2 einen Schnitt
quer durch das Steuergehäuse mit Draufsicht auf das den Ventilkolben haltende Querglied
gemäß Fig. 1 Fig. 3 den Längsschnitt durch den Ventilkolben gemäß Fig. 1, wobei
der Ventilkolben vergrößert dargestellt ist.
-
Der dargestellte Bremskraftverstärker weist zwei schalenförmige Gehäuseteile
1, 2 auf, die mit Hilfe eines Spannrings 3 zusammengehalten sind, wobei das bremspedalseitige
Gehäuseteil 2 ein Steuergehäuse 4 hält, in dessen zentraler Bohrung 5 ein Ventilkolben
6 gelagert ist, der von der vom Bremspedal bewegbaren Kolbenstange 7 längsverschiebbar
ist und dessen gehäuseseitiges Ende fest mit einem Druckstück 29 verbunden ist,
über das der Ventilkolben 6 unter Zwischenschaltung einer Druckscheibe 43 auf eine
Gummireaktionsscheibe 9 einwirkt, die ihrerseits die Druckstange 10 verschiebt.
Das Steuergehäuse 4 ist mit einem Ringraum 20 versehen, der über den Querkanal 19
mit dem Ringspalt 21 verbunden ist, der aus dem Führungsrohr 22 und einer Hülse
23 gebildet wird, wobei Führungsrohr 22 und Hülse 23 auf die Mantelfläche des Steuergehäuses
4 aufgesciloben sind. Die gehäuseseitigen Enden des Führungsrohrs 22 und der Hülse
23 sind mit Hilfe des Rollmembranwulstes
27 der am Arbeitskolben
anliegenden Rollmembrane 30 gegeneinander abgedichtet, so daß der vom Führungsrohr
22 und der Hülse 23 gebildete Ringspalt 21 gegenüber den Unterdruckkammern 32 und
33 abgedichtet ist, während über die Bohrung 26 im Führungsrohr 22 eine Verbindung
zwischen der Arbeitskammer 24 und dem Ringspalt 21 vorhanden ist.
-
Das Steuergehäuse 4 weist einen Kanal 34 auf, der in LängsrichtUng
verläuft und einerseits die Unterdruckkammer 32 mit dem Ringkanal 35 und andererseits
über die Querbohrung 36 mit der Unterdruckkammer 33 verbindet. Der Ventilkolben
6 ist an seinem bremspedalseitigen Ende mit einem ringförmigen Ventilsitz 37 versehen,
der mit dem aus elastischem Werkstoff gebildeten Tellerventil 8 zusammenwirkt, das
mit Hilfe der Ventilfeder 17, je nach Stellung des Ventilkolbens 6, an dem Ventilsitz
37 des Ventilkolbens 6 oder an dem Ringsitz 38 des Steuergehäuses 4 anliegt. Der
Ringraum 20 im Steuergehäuse 4 ist nicht nur ueber den Querkanal 19 und dem Ringspalt
21 mit der Arbeitskammer 24 verbunden, sondern auch über die Querbohrung 39 mit
der Arbeitskammer 25. Mit 11 ist der Saugluftanschluß am Gehäuseteil 1 bezeichnet,
über den die Unterdruckkammer 32 an das Ansaugrohr des Kraftfahrzeugmotors angeschlossen
ist.
-
Der Bremskraftverstärker arbeitet wie folgt: In Lösestellung werden
der Ventilkolben 6 und die Kolbenstange 7 durch die Druckfeder 18 und die Ventilfeder
17 in der (in der Zeichnung) rechten Endstellung im Steuergehäuse 4 gehalten, wodurch
der Außenlufteintritt 13 geschlossen und der Kanal 34 im Steuer gehäuse 4 für den
Unterdruckdurchlaß geöffnet ist. Bei laufendem Motor wird
durch
ein Vakuum-Rückschlagventil (nicht dargestellt) in dem bei 11 angeschlossenen Vakuumschlauch
die vorhandene Luft auf der linken Seite der beiden Arbeitskolben 14,15 abgesaugt,
da die beiden Unterdruckkammern 32, 33 über den Kanal 34 und die Querbohrung 36
verbunden sind. In der Lösestellung ist aber auch eine Verbindung zwischen dem Kanal
34 bzw. dem Ringkanal 35 und dem Ringraum 20 hergestellt, so daß auch aus den Arbeitskammern
24, 25 auf der rechten Seite der entsprechenden Arbeitskolben 14, 15 die Luft abgesaugt
wird, bis jeweils beiderseits der Arbeitskolben 14, 15 Vakuumgleichgewicht herrscht.
Der Arbeitskolben 15 wird hierbei durch die Kolbenrückholfeder 16 in seiner rechten
Endstellung gehalten. Atmospährische Luft kann zwar in die Kammer 40 um die Kolbenstange
7 gelangen, sie wird jedoch vom Zugang zu den Arbeitskammern 24, 25 durch den vom
Tellerventil 8 geschlossenen Außenluftdurchgang ferngehalten In Lösestellung wird
auch der Kolben im hydraulischen Hauptzylinder (in der Zeichnung nicht dargestellt),
auf den die Druckstange 10 einwirkt, durch eine Druckfeder in seiner Ausgangsstellung
gehalten.
-
Bei Betätigung des Bremspedals wird die Kolbenstange 7 mit dem Ventilkolben
6 entgegen der Kraft der Federn 17, 18 nach links verschoben. Dabei drückt die Ventilfeder
17 des Tellerventils 8 dieses nach links auf den Ringsitz 38 am Steuergehäuse 4
und der Durchgang vom Kanal 34 bzw. vom Ringkanal 35 zum Ringraum 20 wird geschlossen.
Im weiteren Verlauf der Bewegung wandert der Ventilkolben 6 vom Tellerventil 8 weg
und der Außenluftdurchgang wird geöffnet. Jetzt ist für die atmosphärische Luft
der Weg durch den Ringraum 20 im Steuergehäuse 4 zur rechten Seite der beiden Arbeitskolben
14, 15 frei, wodurch der hier vorher
herrschende Unterdruck abgebaut
wird. Die infolge der nun rechts und links der Arbeitskolben 14, 15 herrschenden
Druckdifferenz entstandene Kraft verschiebt diese entgegen der Kraft der Kolbenrückholfeder
16 nach links, ebenso die Druckstange 10 und den Kolben im (nicht dargestellten)
Hauptzylinder. Die nun auf die Gummireaktionsscheibe 9 einwirkende Reaktionskraft
wird dabei auf den Ventilkolben 6 übertragen, wodurch dieser nach rechts verschoben
wird und sich mit seinem Ventilsitz 37 dichtend auf das Tellerventil 8 aufsetzt.
Damit sind der Vakuumdurchlaß vom Kanal 34 zum Ringraum 20 und gleichzeitig der
Außenluftdurchtritt von der Kammer 40 zum Ringraum 20 geschlossen. Der Ventilkolben
6 hat hiermit eine Bereitschaftsstellung eingenommen.
-
Bei Vollbremsung erfolgt die ständige Öffnung des Außenluftdurchtritts,
wodurch sich die maximal erreichbare Druckdifferenz an den beiden Arbeitskolben
14, 15 und damit der maximale Unterstützungsdruck einstellt. Der Aussteuerdruck
des beschriebenen Bremskraftverstärkers ist hiermit erreicht. Bei vollkommener Zurücknahme
des Bremspedals kehrt der Ventilkolben 6 in seine Ausgangsstellung zurück, wobei
der Vakuumdurchgang ständig geöffnet ist.
-
Infolge des sich zwangsläufig damit ergebenden Vakuumausgleichs an
den beiden Arbeitskolben 14, 15 wird auf diese keine Kraft mehr ausgeübt und die
Rückstellkraft der Kolbenrückstellieder 16 reicht aus, diese in ihre Lösestellung
zurückzubringen, womit auch der Kolben des Hauptzylinders in seine Lösestellung
zurückkehrt.
-
Um den Leerweg des an das Gabelstück 12 der Kolbenstange 7 angelenkten
Bremspedals so gering wie möglich zu halten,
werden die Bewegungen
des Steuergehäuses 4 und des Ventilkolbens 6 beim Lösen der Bremse durch ein Querstück
28 begrenzt, das am ortsfesten Dichtring 31 anstößt und eine weitere Bewegung (nach
rechts) sowohl des Steuergehäuses 4, als auch des Ventilkolbens 6 verhindert. Auf
diese Weise kann der Verstärker so abgestimmt werden, daß das Spiel, welches sich
in Lösestellung zwischen dem Ringsitz 38 und der Dichtfläche 41 des TeLlerventils
8 einstellt, extrem klein, z.B. 0,3 mm oder sogar nahezu null ist.
-
Für die Beurteilung der Funktion eines Bremskraftverstärkers ist der
Ausgangskraft-Sprung von besonderer Bedeutung, d.h. das Verhalten des Bremskraftverstärkers
am Anfang der Betätigung des Bremspedals. Einerseits ist es nämlich wünschenswert,
daß die Ausgangskraft des Verstärkers und damit das Ansprechen der Bremse mit einer
gewissen Spontanität (also schlayartig) erfolgt, so daß für den Fahrzeug-Fahrer
das Ansprechen der Bremsanlage gut spürbar ist, andererseits aber muß dieser Ausgangskraft-Sprung
noch gut kontrollierbar sein, d.h. er darf auch nicht zu ungestüm erfolgen. Für
die Größe dieses Ausgangskraft-Sprungs ist hauptsächlich der Abstand s zwischen
dem Ventilkolben 6 bzw. der Druckscheibe 43 und der Gummireaktionsscheibe 9 verantwortlich.
Bei einem Verstärker des dargestellten Typs sollte dieses Maß s etwa 0,7 mm betragen.
Um dieses Maß s bei der Montage des Verstarkers genau abstimmen zu können, ist der
Ventilkolben 6 mit dem Druckstück 29 versehen, das in Form eines Niets ausgebildet
ist und mit seinem (in der Zeichnung nicht näher dargestellten) Schaft oder Bolzen
54 in eine Längsbohrung 53 im Ventilkolben 6 eingesteckt ist.
-
Zwischen dem Kopfteil des Druckstücks 29 und dem druckscheibenseitigen
Ende
des Ventilkolbens 6 sind mehrere Distanzscheiben 42 eingefügt. Beim Zusammenbau
des Steuergehäuses 4 kann der Ventilkolben 6 nach dem Entfernen des Querglieds 28
(das in eine Querbohrung 39 des Steuergehäuses 4 in Pfeilrichtung A einsetzbar ist
und die in Fig.
-
2 dargestellte Form aufweist) in Richtung auf das Bremspedal zu wieder
aus dem Steuergehäuse 4 bzw. aus der zentralen Bohrung 5 herausgezogen werden, um
in seiner Länge neu abgestimmt zu werden. Zu diesem Zweck wird das Druckstück 29
aus der Sacklochbohrung im Ventilkolben 6 herausgezogen, so daß die Distanzscheiben
42 durch geeignetere ersetzt werden können. Nach dem anschließenden wieder Einsetzen
des Distanzstücks 29 kann der Ventilkolben 6 in die zentrale Bohrung 5 eingeschoben
und durch das Querglied 28 gesichert werden. Das Querglied 28 (Fig. 2) weist zwei
äußere Arme 44, 45 auf, die das Steuergehäuse 4 umgreifen und zwei innenliegende
Arme 46, 47, die hinter eine Rippe 48 des Steuergehäuses 4 mit ihren federnden,
hakenförmigen Enden 49, 50 greifen. Die hakenförmigen Enden 49, 50 verhindern, daß
das Querglied 28 selbsttätig aus der Querbohrung 39 herausrutscht; andererseits
federn sie nach Überwinden einer bestimmten Haltekraft zur Seite, wenn das Querglied
28 zum Zwecke der Entnahme des Ventilkolbens 6 entgegen der Pfeilrichtung A entfernt
werden soll.
-
Auflistung der Einzelteile 1 Gehäuseteil 2 Gehäuseteil 3 Spannring
4 Steuergehäuse 5 zentrale Bohrung 6 Ventilkolben 7 Kolbenstange 8 Tellerventil
9 Gummireaktionsscheibe 10 Druckstange 11 Saugluftanschluß 12 Gabelstück 13 Außenlufteintritt
14 Arbeitskolben 15 Arbeitskolben 16 Kolbenrückholfeder 17 Ventilfeder 18 Feder
19 Querkanal 20 Ringraum 21 Ringspalt 22 Führungsrohr 23 Hülse 24 Arbeitskammer
25 Arbeitskammer 26 Bohrung 27 Rollmembranwulst 28 Querstück 29 Druckstück 30 Rollmenbrane
31 Dichtring 32 Unterdruckkammer 33 Unterdruckkammer 34 Kanal 35 Ringkanal 36 Querbohrung
37 Ventilsitz 38 Ringsitz 39 Querbohrung 40 Kammer 41 Dichtfläche 42 Distanzscheibe
43 Druckscheibe 44 äußerer Arm 45 äußerer Arm 46 innerer Arm 47 innerer Arm 48 Rippe
49 hakenförmiges Ende 50 hakenförmiges Ende 51 Trennwand 52 Stirnfläche des Druckstücks
53 Sacklochbohrung 54 Bolzen 55 Längsschlitz
- Leerseite -