-
Die Erfindung betrifft Bremssysteme
für Kraftfahrzeuge
und bezieht sich insbesondere auf einen Bremskraftverstärker.
-
Bremssysteme umfassen im allgemeinen
einen Hauptzylinder, der dazu dient, einen Flüssigkeits-Bremsdruck auf die
Bremsen des Fahrzeugs während
der Betätigung
des Bremspedals auszuüben.
-
Zwischen dem Hauptzylinder und dem Bremspedal
ist ein Bremskraftverstärker
zur Ausübung
eines Unterdrucks angeordnet.
-
Ein solcher Bremskraftverstärker umfaßt die Merkmale
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Ein solcher Verstärker ermöglicht es, die Bremskraft,
die auf ein Bremspedal ausgeübt
wird, um einen Multiplikationskoeffizienten zu vervielfachen, der
beispielsweise den Wert 9 erreichen kann.
-
Bei dieser Art von Bremskraftverstärker ist der
Kolben mit einem einzigen kreisförmigen
Sitz versehen, der sich konzentrisch über den Sitz hinweg erstreckt,
der durch den Plunger getragen wird. Das Dokument
US 5553530 A offenbart den
Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Eine solche Anordnung hat den Nachteil,
die Luftströmung
in Richtung der vorderen Kammer zu verwirbeln.
-
Es ist das Ziel der Erfindung, diesen
Nachteil zu beseitigen.
-
Zu diesem Zweck umfaßt sie einen
Bremskraftverstärker
des vorstehend beschriebenen Typs, der dadurch gekennzeichnet ist,
dass der oder jeder Sitz, der an dem Kolben vorgesehen ist, am Rand
eines Kanals ausgebildet ist, der diese Kammern verbindet.
-
Die Form dieser Sitze entspricht
den Kanälen,
die es ermöglichen,
den Luftstrom zwischen den Kammern zu steuern.
-
Ferner ermöglicht sie es gemäß einer
Ausführungsform,
direktere Luftdurchlässe
zum Füllen der
hinteren Kammer mit Luft zu schaffen, die von der Außenseite
des Verstärkers
eintritt.
-
Der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker umfaßt ferner
die Merkmale der Ansprüche
2 bis 6.
-
Die Erfindung umfaßt ferner
einen Kolben für den
oben beschriebenen Bremskraftverstärker, mit den Merkmalen des
Anspruchs 7.
-
Der erfindungsgemäße Kolben kann die Merkmale
der Ansprüche
8 und 9 aufweisen.
-
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung, die lediglich beispielhaft
gegeben ist und Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen nimmt:
-
1 ist
ein schematischer Längsschnitt durch
einen Bremskraftverstärker
nach dem Stand der Technik;
-
2 ist
ein Schnitt entlang der Linie 2-2 durch einen Teil des
Verstärkers
aus 1;
-
3 ist
ein schematischer Längsschnitt durch
einen erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker;
-
4 ist
ein Schnitt entlang der Linie 4-4 durch einen Teil des
Verstärkers
aus 3;
-
5 ist
eine perspektivische Darstellung des Kolbens des Verstärkers aus 3, und
-
6 ist
eine Teilansicht eines Querschnitts eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers.
-
1 zeigt
einen Schnitt durch einen Bremskraftverstärker gemäß dem Stand der Technik, der allgemein
durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet ist.
-
Er umfaßt: ein geschlossenes Gehäuse 12; einen
Kolben 14, der axial in dem Gehäuse verschiebbar ist und von
dem ein Teil in Verbindung mit der Umgebungsatmosphäre steht;
eine Membran 16, die von dem Kolben 14 getragen
wird und das Gehäuse 12 teilt
in eine vordere Kammer 18, die mit Mitteln 19 zur
Verbindung mit einer Unterdruckquelle (nicht dargestellt) versehen
ist, sowie in eine hintere Kammer 20, in der ein veränderlicher
Druck herrscht; einen Plunger 22, der axial verschiebbar
in dem Kolben 14 angeordnet ist und mit welchem einteilig
eine Steuerstange 24 ausgebildet ist, die mit einem Bremspedal
des Kraftfahrzeugs verbunden ist; und eine Verschlußklappe 26,
die mit den Sitzen 28 und 30 zusammenwirkt, die
jeweils vom Plunger und dem Kolben getragen werden.
-
Kanäle 32 und 34 sind
in dem Kolben 14 jeweils zur Verbindung der vorderen Kammer 18 mit der
hinteren Kammer 20 und zur Verbindung der Kammer 20 mit
der Umgebungsatmosphäre
unter Steuerung durch den Plunger 22 und die Verschlußklappe 26 vorgesehen.
-
Der Plunger 22 ist verschiebbar
in dem Kolben 14 zwischen einer vorgeschobenen Bremsposition
und einer rückgezogenen
Ruheposition angeordnet. Elastische Organe halten den Plunger 22 in
der Ruheposition.
-
In 1 ist
der Bremskraftverstärker 10 in der
Ruheposition dargestellt. In dieser Stellung liegt die Verschlußklappe 26 an
dem Sitz 28 oder dem "Luft-Sitz" des Plungers 22 an
und ist von dem Sitz 30 oder "Unterdruck-Sitz" des Kolbens 14 beabstandet.
-
Somit stehen die vordere Kammer 18 und
die hintere Kammer 20 miteinander durch die Kanäle 32 und 34 in
Verbindung und sind mit dem gleichen Druck beaufschlagt.
-
Wenn eine Belastung auf das Bremspedal ausgeübt wird,
verschiebt sich der Plunger 22 in der Richtung, die durch
den Pfeil F1 gekennzeichnet ist, d.h., in
Richtung der vorderen Kammer 18. Während dieser Bewegung übt der Plunger
22 eine
Last auf den mittleren Teil einer elastisch deformierbaren Gegendruckscheibe 36 aus,
die auf einer Kuppel (nicht dargestellt) angeordnet ist. Die infolgedessen
auftretende Randverformung der Scheibe 36 erzeugt eine Verschiebung
des Kolbens 14 in der Richtung, die durch den Pfeil F1 bezeichnet ist, und die zu einem Zusammenwirken
des Sitzes 30 des Kolbens mit der Verschlußklappe 26 und
zu einer Verschiebung der letzteren in der Richtung F1 führt.
-
Diese Verschiebung führt zu einer
Beabstandung der Verschlußklappe 26 gegenüber dem
Sitz 28 des Plungers 22, so dass eine Verbindung
zwischen der hinteren Kammer 20 mit der Atmosphäre über den
Kanal 34 hergestellt wird.
-
Wie in 2 erkennbar
ist, werden die Sitze 28 und 30 jeweils durch
kreisförmige
Rippen gebildet, die jeweils von dem Plunger 22 und dem
Kolben 14 getragen werden.
-
Wie bereits zuvor erwähnt, erzeugt
diese Anordnung, insbesondere die Form des Sitzes 30 auf dem
Kolben, Turbulenzen insbesondere in dem Luftstrom, der von der Außenseite
der Vorrichtung zunächst
in Richtung der hinteren Kammer 20 entlang des Plungers 22 zwischen
den Plunger und den Kolben fließt
und anschließend
in den Kanal 34.
-
In den 3 bis 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel
eines Bremskraftverstärkers
dargestellt, der diesen Nachteil beseitigen kann.
-
Wie der in 1 gezeigte Bremskraftverstärker umfallt
die in 3 gezeigte Anordnung
ein Gehäuse 40,
das durch eine Membran 42, die von einem in Bezug auf das
Gehäuse
axial verschiebbaren Kolben 44 getragen wird, in eine vordere
Kammer 46 und eine hintere Kammer 48 geteilt ist.
-
Ein Plunger 50, der mit
einer Steuerstange 52 versehen ist, ist axial verschiebbar
in dem Kolben 44 zwischen einer instabilen vorgeschobenen Bremsposition
und einer zurückgezogenen
stabilen Ruheposition angeordnet.
-
Eine Verschlußklappe 54, die mit
dem "Niederdruck"-Sitz 56 und
dem "Luft"-Sitz 58 jeweils durch
den Kolben und durch den Plunger zusammenwirkt, verbindet die hintere
Kammer 48 wahlweise entweder in der Ruheposition des Plungers
mit der vorderen Kammer 46, die über dazwischen angeordnete
Verbindungs mittel 59 in ständiger Verbindung mit einer
Niederdruckquelle steht, oder während
des Bremens mit einem hinteren Teil des Kolbens 44, in dem
der gleiche Druck herrscht wie der Atmosphären-Druck, d.h., mit dem Bereich
des Kolbens, der den Kammern in Bezug auf die Verschlußklappe 54 gegenüberliegt.
In üblicher
Weise wird somit die durch das Bremspedal ausgeübte Bremskraft vervielfacht.
-
In den 4 und 5 ist zu erkennen, dass der Sitz 58,
der von dem Plunger 50 getragen wird, durch eine kreisförmige Rippe
gebildet wird, auf der eine entsprechende Oberfläche der Verschlußklappe 54 angeordnet
ist, während
der vom Kolben 44 getragene Sitz 54 durch den
hinteren Rand der Kanäle 60 und 62 gebildet
wird, die in dem Kolben 44 zur Herstellung der Verbindung
zwischen den Kammern 46 und 48 angeordnet sind.
-
Vorzugsweise haben die Kanäle 60 und 62 und
die Sitze, die durch die äußere Umrandung
der letzteren gebildet werden, jeweils einen bohnenförmigen Querschnitt,
d.h., die Form eines abgeschnittenen Kranzes, und der Kolben ist
mit zwei Kanälen versehen,
von denen die Kanäle 60 und 62 symmetrisch
bezüglich
der Kolbenachse angeordnet sind.
-
Es versteht sich, dass diese Anordnung
es ermöglicht,
den Luftstrom von der hinteren Kammer zur vorderen Kammer 46 genau
zu regulieren und diesen in einem Bereich des Kolbens zu konzentrieren.
-
In 5 ist
erkennbar, dass der Luftstrom zur hinteren Kammer 48 durch
Ausnehmungen in Längsrichtung
erfolgt, welche Ausnehmungen 64 durch radiale Rippen 65 begrenzt
werden, die in einer Bohrung 66 des Kolbens angeordnet
sind, in der der Plunger 50 verschiebbar ist, und diese
Ausnehmungen kommunizieren mit der hinteren Kammer 48.
-
Die Rippen 65 stellen die
Verschiebbarkeit des Plungers 50 mit einem verminderten
Spiel sicher.
-
In 6,
die ein weiteres Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers darstellt,
ist erkennbar, dass es in einer Abwandlung möglich ist, eine Anordnung von
Sekundärkanälen vorzusehen,
von denen die Kanäle 68 einerseits
an einem Ende in die Kammer 48 münden und die andererseits am
entgegengesetzten Ende in den inneren Raum des Kolbens 44 in
einem Bereich münden,
der vorzugsweise vor der Ebene liegt, die durch die Sitze 56 definiert
ist, so dass der Luftstrom von der hinteren Kammer 48 zur
vorderen Kammer 46 während der
Rückkehr
des Plungers 50 in die Ruheposition vergrößert wird.
Dementsprechend vermindert sich die Ansprechzeit des Verstärkers vorrangig
durch die Vergrößerung des
Gesamtquerschnitts der vorgesehenen Kanäle und ferner durch die Anordnung
der Kanäle,
in denen die Luft in geringerem Maße einer Durchmischung und
deren Turbulenzen ausgesetzt ist, wie im vorstehend beschriebenen
Fall.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend
beschriebene Erfindung es ermöglicht,
die Luftzirkulation zur hinteren Kammer hin zu erleichtern, und
durch Vorsehung derselben kann ferner die Schaffung eines Kolbens
in dem Rahmen erleichtert werden, in dem die Sitze in demselben
durch Formen unter Verwendung von Stempeln hergestellt werden können.
-
Es wird angemerkt, dass ein solcher
Kolben in unterschiedlichen Arten von Unterdruck-Bremskraftverstärkern verwendet
werden kann, insbesondere in Verstärkern vom Typ mit einer doppelten
Verschlußklappe.
-
Es versteht sich, dass alle Ausführungsformen
der Erfindung an die jeweiligen Betriebsbedingungen des Verstärkers angepaßt werden
können. Insbesondere
eignet sich die Erfindung in gleicher Weise für einen Überdruck-Bremskraftverstärker.
-
Schließlich ist es in einer Ausführungsvariante
möglich,
den von dem Kolben 44 getragenen Sitz gemäß einer
anderen Form auszuführen,
d.h., in einer Anordnung, gemäß der dieser
zwei Teile umfaßt, die
jeweils einen der Kanäle 60 und 62 umgeben,
die mit einem mittleren Teil koaxial zum Plunger verbunden sind.