DE3806401A1 - Bremskraftverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker, mit einem Verstärkergehäuse, das mittels einer darin angeordneten beweglichen Wand in eine Kammer konstanten Druckes (Unterdruckkammer) und eine Arbeitskammer unterteilt ist, wobei die bewegliche Wand durch einen Membranteller und eine am Membranteller teilweise anliegende Rollmembran gebildet ist, und einer mit einem Bremspedal gekoppelten Kolbenstange zum Betätigen eines Steuerventils, das die Arbeitskammer wahlweise mit Unterdruck oder höherem Differenzdruck verbindet und einen in einem Steuerventilgehäuse axial verschiebbaren Steuerventilkolben aufweist, der unter Zwischenschaltung eines Reaktionselementes auf das Ende einer Druckstange einwirkt.

Ein derartiger Bremskraftverstärker ist durch die DE-PS 29 25 550 bekannt geworden.

Das Besondere an diesem bekannten Bremskraftverstärker besteht darin, daß an seinem Steuerventilgehäuse ein die anfängliche Vorschubbewegung der beweglichen Wand relativ zum Steuerventilgehäuse begrenzender Anschlag vorgesehen ist, der axial um einen vorbestimmten Abstand von dem entsprechenden Teil der beweglichen Wand beabstandet ist, wenn sich die bewegliche Wand und das Steuerventilgehäuse jeweils in ihrer Ruhestellung befinden und daß die bewegliche Wand aus ihrer Ruhestellung bis zum In-Eingriff-Treten ihres Teils mit dem Anschlag des Steuerventilgehäuses in axialer Richtung verschiebbar ist, ohne eine das Steuerventilgehäuse in Vorschubrichtung mitnehmende Kraft auf das Steuerventilgehäuse auszuüben.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der vorbekannte Bremskraftverstärker bei einem geringen Anfangseingangshub einen vorgebbaren größeren Ausgangshub und, hieran anschließend einen zum Eingangshub proportionalen Ausgangshub aufweist.

Im Rahmen des in der oben erwähnten Patentschrift offenbarten Erfindungsgedankens liegt auch ein Kraftverstärker, der zur Bildung der auf die bewegliche Wand einwirkenden Druckdifferenz ein Überdruckquelle verwendet. Als nachteilig anzusehen ist jedoch die Notwendigkeit, die Kammer konstanten Druckes (Unterdruckkammer) von der vorhandenen Unterdruckquelle zu trennen und der Umgebungsatmosphäre auszusetzen, da bei Auftreten einer zu hohen Druckdifferenz die Gefahr einer unerwünschten Selbstbetätigung des Kraftverstärkers besteht, die einen unkontrollierbaren Bremsvorgang zur Folge hätte. Dies aber bedeutet, daß bei einem Ausfall der Überdruckquelle keine Verstärkungskraft mehr zur Verfügung steht.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen gravierenden Nachteil zu vermeiden und einen Bremskraftverstärker der eingangs genannten Gattung anzugeben, der sowohl mit Überdruck als auch mit atmosphärischem Druck arbeitet, ohne daß sich die beiden Energiearten negativ beeinflussen und bei Ausfall einer der Energiearten eine Änderung des Ansprechverhaltens des Gerätes auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß pneumatische Mittel vorgesehen sind, die bei Betrieb des Bremskraftverstärkers mit Überdruck eine Kraftkomponente wirksam werden lassen, um den durch die erhöhte Druckdifferenz bedingten, auf den Steuerventilkolben sowie das Steuerventilgehäuse einwirkenden Kräften entgegenzuwirken. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß alle Bremkraftverstärkertypen mit geringfügigen Modifikationen zu einem aufgeladenen Gerät umgerüstet werden können.

Zur Konkretisierung dieses erfinderischen Gedankens wird vorgeschlagen, daß die pneumatischen Mittel durch einen mit dem Steuerventilgehäuse verbundenen Ausgleichskolben und eine mit dem Steuerventilkolben in Verbindung stehende wirksame Fläche gebildet sind, die mit dem Differenzdruck beaufschlagbar sind.

Eine besonders kompakte Ausführung des Erfindungsgedankens sieht vor, daß die wirksame Fläche an der den Steuerventilkolben betätigenden Kolbenstange ausgebildet ist, die im Ausgleichskolben abgedichtet geführt ist.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die wirksame Fläche an dem dem Steuerventilkolben abgewandten Ende einer Zwischenstange ausgebildet ist, die im Ausgleichskolben abgedichtet geführt ist und mit der Kolbenstange in wirksamer Verbindung steht, wobei die Kolbenstange in der Zwischenstange mittels eines elastischen Kolbenstangenhalters gelagert ist.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Beweglichkeit der Kolbenstange durch die Führung im Ausgleichskolben nicht über Gebühr beeinträchtigt wird.

Eine besonders kompakte Ausführung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß am Verstärkergehäuse ein Flansch vorgesehen ist, der mit einem Differenzdruckanschluß versehen ist und mit dem Verstärkergehäuse sowie dem Steuerventilgehäuse einen Differenzdruckraum begrenzt.

Eine erhebliche Entlastung der die bewegliche Wand zurückstellenden Druckfeder wird schließlich dadurch erreicht, daß dem Ausgleichskolben in Betätigungsrichtung ein pneumatischer, mit der Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers in Verbindung stehender Druckraum vorgeschaltet ist.

Die Erfindung ist im nachfolgenden Text anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Bremskraftverstärker nach der Erfindung und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers.

Der Bremskraftverstärker gemäß Fig. 1 und 2 weist ein Verstärkergehäuse 1 auf, das durch eine axial bewegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer 4 unterteilt ist. Die axial bewegliche Wand 2 besteht aus einem aus Blech tiefegezogenen Membranteller 5 und einer daran anliegenden flexiblen Membran 6, die nicht näher dargestellt zwischen dem äußeren Umfang des Membrantellers 5 und dem Unterdruckgehäuse 1 eine Rollmembran als Abdichtung bildet.

Ein durch eine Kolbenstange 8 vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Zwischenstange 20 betätigbares Steuerventil 9 weist einen mit der Zwischenstange 20 verbundenen Steuerventilkolben 10 auf, der in einem Steuerventilgehäuse 11 Ventilöffnungen in der Weise freigibt, daß die Arbeitskammer 3 in der dargestellten, nicht betätigten Stellung mit der Unterdruckkammer 4 über seitlich im Steuerventilgehäuse 11 verlaufende Luftführungskanäle 12 verbunden ist, die stirnseitig am Umfang des Steuerventilgehäuses 11 ausmünden. Bei einer Betätigung des Steuerventils 9, d.h., bei einer axialen Verschiebung der Kolbenstange 8, wird die Verbindung von der Unterdruckkammer 4 zur Arbeitskammer 3 unterbrochen; die Arbeitskammer 3 wird mit der Atmosphäre verbunden, so daß sich die bewegliche Wand 2 zur Unterdruckkammer 4 hin bewegt.

Die Bremskraft wird über eine in einer stirnseitigen Vertiefung des Steuerventilgehäuses 11 aufgenommene, gummielastische Reaktionsscheibe 13 und über eine Druckstange 14, die einen Kopfflansch 15 aufweist, auf einen Betätigungskolben eines (nicht dargestellten) Hauptzylinders der Bremsanlage übertragen, der am unterdruckseitigen Ende des Bremskraftverstärkers angebracht ist.

Eine Druckfeder 16, die sich an der vakuumseitigen Stirnwand 7 des Verstärkergehäuses 1 und an einem Flansch 17 abstützt, hält die bewegliche Wand 2 in der gezeigten Ausgangsstellung.

An der pedalseitigen Stirnwand 29 des Verstärkergehäuses 1 ist mittels der den Bremskraftverstärker an der Spritzwand eines Kraftfahrzeuges haltenden Befestigungselemente 42 ein Flansch 25 befestigt, der einen Differenzdruckanschluß 21 aufweist, der über ein mit 40 bezeichnetes Ventil an eine Überdruckquelle 41 oder an die Umgebungsatmosphäre anschließbar ist. Der vorzugsweise eine axiale Verlängerung 30 aufweisende Flansch 25 begrenzt mit dem Verstärkergehäuse 1 bzw. dessen pedalseitiger Stirnwand 29 sowie dem Steuerventilgehäuse 11 einen Differenzdruckraum 36.

In der axialen Verlängerung 30 des Flansches 25 ist ein mit dem Steuerventilgehäuse 11 verbundener, vorzugsweise verschraubter Ausgleichskolben 31 abgedichtet geführt, der einen radialen Durchgang 38 aufweist, der den Differenzdruckraum 36 mit dem Inneren des Steuerventilgehäuses 11 verbindet. Für die Abdichtung des Ausgleichskolbens 31 sorgt eine an der Wandung der axialen Verlängerung 30 gleitende Dichtmanschette 32, wobei der Ausgleichskolben 31 mit einer axialen Bohrung versehen ist, in der die oben erwähnte Zwischenstange 20 unter Bildung einer wirksamen Fläche 34 mittels eines O-Ringes 33 abgedichtet geführt ist. Am Ende der axialen Verlängerung 30 ist ein dem Ausgleichskolben 31 in Betätigungsrichtung vorgeschalteter Druckraum 39 vorgesehen, der zwecks Entlastung der Druckfeder 16 durch eine pneumatische Verbindung 44 mit der Arbeitskammer 3 verbunden ist. Die Kolbenstange 8 ist dabei mittels eines elastischen Kolbenstangenhalters 35 in der Zwischenstange 20 gelagert. Durch die Anordnung des Ausgleichskolbens 31 und der wirksamen Fläche 34 wird in der Ruhestellung die Wirkung von axialen Kräften eliminiert, die bedingt durch den erhöhten Druck der zugeführten Luft, versuchen, daß Steuerventilgehäuse 11 sowie den Steuerventilkolben 10 in der Betätigungseinrichtung zu verschieben.

Bei Betätigung des Bremspedals wird die Kolbenstange 8 bzw. die Zwischenstange 20 mit dem Ventilkolben 10 entgegen der Kraft einer Feder 24 nach links verschoben. Dabei drückt die Feder 24 ein Tellerventil 23 nach links auf einen Dichtsitz 22 im Steuerventilgehäuse 11 und der Luftführungskanal 12 wird verschlossen. Im weiteren Verlauf der Bewegung wandert der Sitz 18 am Ventilkolben 10 vom Tellerventil 23 weg, ein im Inneren des Steuerventilgehäuses 11 ausgebildeter Außenluftdurchlaß 26 wird geöffnet. Jetzt ist für die von der Überdruckquelle 41 zugeführte bzw. die atmosphärische Luft der Weg durch den Außenluftdurchlaß 26 im Steuerventilgehäuse 11 zur rechten Seite des Ventilkolbens 10 frei, wodurch das Vakuum in der Arbeitskammer 3 über einen im Steuerventilgehäuse 11 ausgebildeten Luftkanal 27 abgebaut wird. Die infolge der nun rechts und links der beweglichen Wand 2 herrscnenden Druckdifferenz entstehende Kraft verschiebt diese entgegen der Kraft der Druckfeder 16 nach links, ebenso die Druckstange 14 und den Kolben im Hauptzylinder. Der sich nach Überfahren der Ausgleichsbohrung durch die Primärmanschette im Hauptzylinder aufbauende Druck übt über den Kolben und die Druckstange 14 eine Reaktionskraft auf die Reaktionsscheibe 13 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis aus. Der Reaktionsdruck wird ebenfalls auf den Ventilkolben 10 übertragen, wodurch dieser nach rechts verschoben wird und sich mit seinem Sitz 18 dichtend auf das Tellerventil 23 aufsetzt. Damit sind Luftführungskanal 12 und Außenluftdurchlaß 26 geschlossen. Der Ventilkolben 10 hat hiermit seine sogenannte Bereitschaftsstellung eingenommen.

Bei Vollbremsung erfolgt die ständige Öffnung des Außenluftdurchlasses 26, wodurch sich die maximal erreichbare Druckdifferenz an der beweglichen Wand 2 und damit der maximale Unterstützungsdruck einstellt. Der Aussteuerdruck des Gerätes ist hiermit erreicht. Ein noch größerer Druck im Hauptzylinder kann jetzt nur noch durch zusatzliche Kraft auf die Kolbenstange 8 durch die Fahrerfußkraft erzielt werden. Bei vollkommener Zurücknahme des Bremspedals kehrt der Steuerventilkolben 10 in seine Ausgangsstellung zurück, wobei der Außenluftdurchlaß 26 geschlossen und der Vakuumdurchgang 12, 27 ständig geöffnet ist. Infolge des sich zwangsläufig damit ergebenden Vakuumausgleichs an der beweglichen Wand 2 wird auf diese keine Kraft mehr ausgeübt und die Rückstellkraft der im Bremsverstärkergehäuse 1 angeordneten Feder reicht aus, die bewegliche Wand 2 in ihre Lösestellung zurückzubringen. Damit fährt auch der Kolben des Hauptzylinders in seine Lösestellung zurück.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erfolgt die Abdichtung des Ausgleichskolbens 31 mittels eines daran befestigten Faltenbalges 37, dessen anderes Ende direkt am Flansch 25 angebracht ist. Der Differenzdruckraum 36 ist bei diesem Ausführungsbeispiel teilweise durch die Wand des Faltenbalges 37 begrenzt, der mit Versteifungsringen 43 versehen ist.

Bezugszeichenliste:

 1 Verstärkergehäuse
 2 bewegliche Wand
 3 Arbeitskammer
 4 Unterdruckkammer
 5 Membranteller
 6 Membran
 7 Stirnwand
 8 Kolbenstange
 9 Steuerventil
10 Steuerventilkolben
11 Steuerventilgehäuse
12 Luftführungskanal
13 Reaktionsscheibe
14 Druckstange
15 Flansch
16 Druckfeder
17 Flansch
18 Dichtsitz
20 Zwischenstange
21 Differenzdruckanschluß
22 Dichtsitz
23 Tellerventil
24 Feder
25 Flansch
26 Außenluftdurchlaß
27 Luftkanal
29 Stirnwand
30 Verlängerung
31 Ausgleichskolben
32 Dichtmanschette
33 O-Ring
35 Kolbenstangenhalter
36 Differenzdruckraum
37 Faltenbalg
38 Durchgang
39 Druckraum
40 Ventil
41 Überdruckquelle
42 Befestigungselement
43 Versteifungsring
44 Verbindung

Claims (14)

1. Bremskraftverstärker mit einem Verstärkergehäuse, das mittels einer darin angeordneten beweglichen Wand in eine Kammer konstanten Druckes (Unterdruckkammer) und eine Arbeitskammer unterteilt ist, wobei die bewegliche Wand durch einen Membranteller und eine am Membranteller teilweise anliegende Rollmembran gebildet ist, und einer mit einem Bremspedal gekoppelten Kolbenstange zum Betätigen eines Steuerventils, das die Arbeitskammer wahlweise mit Unterdruck oder höherem Differenzdruck verbindet und einen in einem Steuerventilgehäuse axial verschiebbaren Steuerventilkolben aufweist, der unter Zwischenschaltung eines Reaktionselementes auf das Ende einer Druckstange einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß pneumatische Mittel (31, 34) vorgesehen sind, die bei Betrieb des Bremskraftverstärkers mit Überdruck eine Kraftkomponente wirksam werden lassen, um den durch die erhöhte Druckdifferenz bedingten, auf den Steuerventilkolben (10) sowie das Steuerventilgehäuse (11) einwirkenden Kräften entgegenzuwirken.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatischen Mittel durch einen mit dem Steuerventilgehäuse (11) verbundenen Ausgleichskolben (31) und eine mit dem Steuerventilkolben (10) in Verbindung stehende wirksame Fläche (34) gebildet sind, die mit dem Differenzdruck beaufschlagbar sind.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (31) mit dem Steuerventilgehäuse (11) verschraubt ist.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche (34) an der den Steuerventilkolben (10) betätigenden Kolbenstange (8) ausgebildet ist, die im Ausgleichskolben (31) abgedichtet geführt ist.

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche (34) an dem dem Steuerventilkolben (10) abgewandten Ende einer Zwischenstange (20) ausgebildet ist, die im Ausgleichskolben (31) abgedichtet geführt ist und mit der Kolbenstange (8) in wirksamer Verbindung steht.

6. Bremskraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (8) in der Zwischenstange (20) mittels eines elastischen Kolbenstangenhalters (35) gelagert ist.

7. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Verstärkergehäuse (1) ein Flansch (25) vorgesehen ist, der mit einem Differenzdruckanschluß (21) versehen ist und mit dem Verstärkergehäuse (1) sowie dem Steuerventilgehäuse (11) einen Differenzdruckraum (36) begrenzt.

8. Bremskraftverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (31) gegenüber dem Flansch (25) mittels eines radial verstärkten Faltenbalgs (37) abgedichtet ist.

9. Bremskraftverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (25) eine axiale, rohrförmige Verlängerung (30) aufweist, in der der Ausgleichskolben (31) abgedichtet geführt ist.

10. Bremskraftverstärker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck­ raum (36) sich in den Bereich zwischen der Verlängerung (30) und dem Steuerventilgehäuse (11) erstreckt.

11. Bremskraftverstärker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (31) gegenüber der Verlängerung (30) mittels einer Dichtmanschette (32) abgedichtet ist.

12. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Differenzdruckanschluß (21) ein Ventil (40) angeschlossen ist, das in Abhängigkeit von der Höhe des zugeführten Differenzdruckes den Differenzdruckanschluß (21) mit einer Überdruckquelle (41) oder der umgebenden Atmosphäre verbindet.

13. Bremskraftverstärker nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgleichskolben (31) in Betätigungsrichtung ein pneumatischer, mit der Arbeitskammer (3) des Bremskraftverstärkers in Verbindung stehender Druckraum (39) vorgeschaltet ist.

14. Bremskraftverstärker nach Anspruch 9 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (31) einen radialen Durchgang (38) aufweist, der den Differenzdruckraum (36) mit dem Inneren des Steuerventilgehäuses (11) verbindet.