DE3107337C2

DE3107337C2 - Bremskraftverstärker

Info

Publication number: DE3107337C2
Application number: DE3107337A
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Toyota Aichi Kobayashi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1981-02-26
Publication date: 1986-10-09
Also published as: DE3107337A1; JPS6315180B2; FR2476572A1; GB2070171B; GB2070171A; FR2476572B1; US4377069A; JPS56120443A

Abstract

Die Anmeldung beschreibt eine Bremskraftverstärkungseinrichtung mit einem Gehäuse, einem mit dem Gehäuse verbundenen Hauptbremszylinder, einem membranangetriebenen Kraftübertragungskolben, der das Gehäuse in eine erste und eine zweite Fluidkammer unterteilt und dessen zurückgezogene Stellung bzw. Ruhestellung durch Anschlagkontakt mit dem Gehäuse definiert ist, und einem Steuerventilmechanismus für den membrangetriebenen Kraftübertragungskolben, um einen zwischen den Fluidkammern herrschenden Differenzdruck als Reaktion auf eine axial relativ zum Kraftübertragungskolben erfolgende Bewegung des Bremspedals zu steuern. Für die Montage erstrecken sich vom Hauptbremszylinder außerhalb des Gehäuses mindestens zwei Bolzen unter Überbrückung der Außenseite des Gehäuses zu einem Spritzblech des Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise kann eine Bremsreaktionskraft vom Hauptbremszylinder unter Überbrückung des Gehäuses auf das Spritzblech übertragen werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Bremskraftverstärker sind bislang so aufgebaut und im Fahrzeug angeordnet, daß die sich im Hauptbremszylinder entwickelnde Reaktionskraft über das Gehäuse des Bremskraftverstärkers auf das Spritzblech bzw. auf eine Karosseriewand übertragen wird. Dies führt zu dem Nachteil, daß das Gehäuse des Bremskraftverstärkers verhältnismäßig stabil und damit schwer ausgebildet werden muß.

Um diesem Nachteil, der nicht nur der allgemeinen Tendenz in Richtung einer Gewichtsreduzierung von Kratfahrzeug-Komponenten entgegenläuft sondern darüber hinaus auch in herstellungstechnischer Hinsicht unerwünscht ist, entgegenzuwirken, ist aus der DE-OS 28 45 794 bekanntgeworden, das Gehäuse des Bremskraftverstärkers mittels mindestens eines Kraftübertragungsteils, das sich durch das Innere des Gehäuses und durch den Membran-Kraftübertragungskolben erstreckt, auf der einen Seite uiit der Karosseriewand und auf der anderen Seite mit dem Hauptbremszylinder zu verbinden. Mit einem derartigen Aufbau kann die vorstehend angesprochene Reaktionskraft des Hauptbremszylinders unter Entlastung des Bremskraftverstärker-Gehäuses vom Kraftübertragungsteil aufgenommen werden, so daß das Gehäuse des Bremskraftverstärkers wesentlich schwächer dimensioniert werden kann.
Dieser Lösungsweg gemäß DE-OS 28 45 794 muß jedoch mit einem herstellungs- und funktionstechnischen Nachteil erkauft werden, der darin zu sehen ist, daß eine gesonderte Dichtung im Bereich des Durchtritts des Kraftübertragungsteils durch den Membran-Kraftübertragungskolben erforderlich wird. Diese Umgestaltung im Inneren des Bremskraftverstärkers führt nicht nur zu einer Verteuerung, weil nunmehr zusätzliche Bearbeitungsschritte erforderlich werden, sondern darüber hinaus zu einer Anhebung der Fehlbetriebs-Anfälligkeit des Bremskraftverstärkers, die darauf zurückzuführen ist, daß gesonderte Dichtungen im Bereich des Membran-Kraftübertragungskolbens unerläßlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftverstärker zu schaffen, der direkt zwischen einer Karosseriewand und einem Hauptbremszylinder eingebaut werden kann und bei dem durch Reaktionskräfte des Hauptbremszylinders bedingte Überbeanspruchungen des Bremskraftverstärkergehäuses zuverlässig ausgeschlossen sind, ohne daß dadurch irgendwelche Veränderungen des inneren Aufbaus des Bremskraftverstärker erforderlich werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei wird das Gehäuse mit einem Paar von Einschnürungsabschnitten versehen, durch die hindurch sich unter Überbrückung der Außenseile des Gehäuses zugeordnete Kraftübertragungsteile erstrekken, deren Enden zur Ausbildung von Schraubverbindungen gestaltet sind. Diese Kraftübertragungsteile sind jeweils von einem Bolzenschaft gebildet, dessen beide Endabschnitte zur Erzeugung einer auf die HaIbschalen einwirkenden Klemmkraft jeweils in einer Schrauben-Mutter-Klemmverbindung mit dem Hauptbremszylinder einerseits bzw. mit der Karosseriewand andererseits stehen. Auf diese Weise gelingt es. die Bremsreaktionskraft des Hauptbremszylinders über die Bolzenschäfte direkt auf die Karosseriewand zu übertragen und dabei die Schalenstruktur des Bremskraftverstärkers zu schonen, der darüber hinaus im Inneren mit einer weiterhin undurchbrochenen Membranwand versehen werden kann. Mit diesen Maßnahmen gelingt es, das Gewicht des Bremskraftverstärkers zu reduzieren, ohne daß dadurch zusätzliche Dichtungen zwischen bewegten Teilen erforderlich werden, die der Funktionszuverlässigkeit des Bremskraftverstärkers abträglich sein könnten. Dabei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß durch die Neugestaltung des Gehäuses der Aufwand bei der Herstellung des Bremskraftverstärkers nicht größer wird, weil die erfindungsgemäßen Einschnürungen im Gehäuse beim Tiefziehen der Gehäuse-

Halbschalen im gleichen Arbeitsgang, d. h. ohne Mehraufwand, hergestellt werden können.

Zwar ist in der DE-OS 31 06 241 ein Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen wordea Anstelle der erfindungsgemäßen Kraftübertragungsteile tritt bei diesem Lösungsvorschlag ein Bügelelement, das durch eine klammerartige Formgebung die beiden Gehäuseschalen aneinanderdrückt und so das aus Halbschalen bestehende Gehäuse verschließt

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit diesen Weiterbildungen kann insbesondere die Montage des Bremskraftverstärkers an der Karosserie vereinfacht bzw. verbessert und der Kraftfluß zur Aufnahme der Reaktionskraft optimiert werden. Von besonderem Vorteil ist dabei die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 5, da auf diese Weise einn zusätzliche Stabilisierung des Gehäuses über die Unterlagsplatten erfolgen kann.

Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Ansicht eines Axialschnitts entlang der Linie 1-1 in Fig.2, wobei zusätzlich in einem anderen Maßstab in schematischer Darstellungsweise ein Hauptbremszylinder gezeigt ist,

F i g. 2 eine Ansicht des Bremskraftverstärkers, wobei sich die Darstellung bei einer Blickrichtung von rechts in F i g. 1 ergibt, und

F i g. 3 eine Seitenansicht des in F i g. 1 gezeigten Bremskraftverstärkers.

Fig. 1 zeigt einen mit Unterdruck arbeitenden Bremskraftverstärker 10, der mit einem Hauptbremszylinder 12 verbunden ist, durch den als Reaktion auf eine durch eine Bedienungsperson auf ein (nicht gezeigtes) Bremspedal einwirkende bzw. ausgeübte Eingangskraft auf die Vorderrad- und Hinterradbremsen (die ebenfalls nicht gezeigt sind) eine hydraulisch erzeugte Betriebskraft angelegt wird.

Der mit Unterdruck arbeitende Bremskraftverstärker 10. besitzt eine erste Gehäuseschale 14, die über eine Drehverschlußeinrichtung 18 an einer zweiten Gehäuseschale 16 festgelegt ist. Ein Kraftübertragungskolben 20 ist innerhalb der ersten und der zweiten Gehäuseschale 14 bzw. 16 angeordnet und begrenzt damit eine erste und eine zweite Arbeitskammer 22 bzw. 24 mit jeweils veränderlichem Volumen. Der Kraftübertragungskolben 20 besitzt einen zentral angeordneten Nabenkörper 26, der über Fingerelemente 30 (in F i g. 1 ist nur eines erkennbar) mit einer Membran-Anschlag- bzw. Rückplatte 28 in Klemmeingriff steht. Eine Membran 32 weist einen ersten Bördelrand 34, der an ihrem Außenumfang ausgebildet und zwischen einem Flansch 36 der zweiten Gehäuseschale 16 und der ersten Gehäuseschale 14 gehalten ist, und einen zweiten Bördelrand 38 auf. der über eine Schnappverbindung mit einer Nut 40 in Eingriff steht, die an die Rück- bzw. Anlageplatte 28 angrenzend ausgebildet ist und den Rand der Rück-

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Der Nabenkörper 26 besitzt einen sich nach hinten erstreckenden Vorsprung 42, der sich durch eine Öffnung 44 in die zweite Gehäuseschale 16 hinein erstreckt. Der Vorsprung 42 besitzt eine Axialbohrung 46, in der ein Steuerventilmechanismus 48 für die Verarbeitung einer von einem (nicht gezeigten) Bremspedal durch eine Schubstange 50 eingeleiteten Betriebs-Eingangsgröße vorgesehen ist

Der Steuerventilmechanismus 48 weist eine Ventileinrichtung 52 auf, die nachfolgend auf eine durch die Schubstange 50 eingeleitete Bewegung eines Tauchkolbens 54 betätigt wird, so daß ein Vakuumanschluß unterbrochen und es ermöglicht wird, daß einströmende Luft eine Druckdifferenz über dem Kraftübertragungskolben 20 aufbauen kann. Der Kraftübertragungskolben ist somit von einem Servoventil angesteuert

Die Ventileinrichtung 52 besitzt eine Stirnfläche 56, die über einen flexiblen Abschnitt 60 von einem festgelegten Bördelrand 58 getrennt ist Der Bördelrand 58 wird innerhalb der Axialbohrung 46 durch einen Haltekörper 62 gehalten. Eine mit dem Haltekörper 62 in Verbindung bzw. in Anlagekontakt stehende erste Feder 64 drückt die Stirnfläche 56 gegen einen ersten Ventilsitz 66, der in der Nähe eines Vakuum- bzw. Unterdruckkanals 68 angeordnet ist Der erste Ventilsitz 66 soll im folgenden als Vakuumventilsitz bezeichnet werden. Der Unterdruckkanal 68 verbindet die erste Arbeitskammer 22 mit dem Inneren der Bohrung 46 des Nabenkörpers 26. Eine zwischen dem Haltekörper 62 und einem Ring 72, der mit einer Schulter 74 der Schubstange 50 in Anlagekontakt steht, angeordnete zweite Feder 70 spannt einen zweiten Ventilsitz 76 auf dem Tauchkolben 54 in Anlagekontakt mit der Stirnfläche 56 vor. Der zweite Ventilsitz 76 soll im folgenden als Luftventilsitz bezeichnet werden.
Zwischen der ersten Gehäuseschale 14 und dem Nabenkörper 26 ist eine Rückholfeder 78 eingesetzt, die ein Stoßkissen 80 auf der Membran 32 gegen die zweite Gehäuseschale 16 vorspannt. In dieser Stellung wird über ein Vakuum, das von der Ansaugleitung abgezweigt und durch eine nicht dargestellte Verbindungsleitung über ein (ebenfalls nicht gezeigtes) Rückschlagventil bzw. einen Steuerventilsitz an die vordere bzw. erste Arbeitskammer 22 angeschlossen ist, Luft über einen Radialkanal 82, die Bohrung 46 und den Unterdruckkanal 68 aus der zweiten Arbeitskammer 24 veränderlichen Volumens abgesaugt, so daß der Kraftübertragungskolben 20 seine Ruhestellung einnehmen kann. Das linke vordere Ende des Tauchkolbens 54 erstreckt sich in eine Öffnung 84, die mit einer Reaktionskammer 86 in Verbindung steht. Die Reaktionskammer 86 ist als abgestufte Bohrung ausgebildet und bildet eine Ringschulter 88 aus. Innerhalb der abgestuften Reaktionskammer 86 ist ein gummiähnliches Material 90 und ein Anschlagelement 92 eines angetriebenen Elements 94 aufgenommen. Das angetriebene Element 94 steht mit einem Hauptdruckkolben 116 des Hauptbremszylinders 12 in Verbindung.

Der Tauchkolben 54 ist mit einem Abschnitt 96 verringerten bzw. etwas zurückgesetzten Durchmessers ausgebildet, über den sich mit gewissem Spiel, so daß der Tauchkolben frei bewegbar bleibt, ein mit zwei Gabelvorsprüngen versehener Steg eines vorspringenden Elements 98 spreizt. Das vorspringende Element 98 hat in einer entsprechenden Radialbohrung in der Wand des Nabenkörpers 26, wie gezeigt, einen Festsitz, und es schafft eine Anschlageinrichtung für den Tauchkolben 34 iii ücr gczeigieii Lage, indem es mit der Innenseite des im Durchmesser zurückgesetzten Abschnittes 96 in Anschlag-Funktionskontakt steht.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die F i g. 2 und 3 ein weiteres wesentliches Merkmal des Bremskraftverstärkers 10 beschrieben.

Wie man aus F i g. 2 erkennen kann, bilden die Gehäuseschalen 14 und 16 ein Gehäuse 102, welches ein Paar

von Einschnürungsabschnitten 104 aufweist, so daß die Kontur des Gehäuses 102 eine in etwa erdnußförmige Gestalt annimmt. Von einem Flansch 108 (F i g. 3) des Hauptbremszylinders 12 erstrecken sich Bolzen 106 zu Unterlagsplatten 110. Die Bolzen verlaufen mit Spiel 5 durch den Flansch 108 und durch die Unterlagsplatten 110 und sie stehen an ihren beiden Enden jeweils in Schraubeingriff mit Muttern 112. Das jeweils rechte Ende eines jeden Bolzens 106 erstreckt sich ferner in ausreichendem Maße über die Unterlagsplatte 110 hinaus und verläuft durch eine Karosseriewand 114 (Fig.3), welche durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, hinter der es mit einer weiteren (nicht gezeigten) Mutter in Eingriff steht, so daß das Gehäuse 102 zusammen mit dem Hauptbremszylinder 12 an der Karosseriewand 114 befestigt wird. Der oben beschriebene Aufbau schafft somit eine einzige gemeinsame Einrichtung für das Verbinden des Gehäuses mit dem Hauptbremszylinder und für die Montage des Gehäuses an der Karosseriewand.

Der Bremskraftverstärker arbeitet wie folgt. In der gezeigten Lage bzw. Position nimmt jedes Teil des Bremskraftverstärkers 10 seine jeweilige Ruhestellung ein. Es soll dabei besonders hervorgehoben werden, daß in dieser Stellung zwischen dem Vakuumventilsitz 66 und der Stirnfläche 56 ein kleines Spiel auftritt, während der Luftventilsitz 76 mit der Stirnfläche 56 der Ventileinrichtung 72 in Funktions- bzw. Anlagekontakt steht, so daß die zweite Arbeitskammer 24 in Verbindung mit der anderen Arbeitskammer 22 steht und in beiden Kammern 22 und 24 ein unteratmosphärischer Druck herrscht. Luft mit atmosphärischem Druck, die in der Bohrung 46 durch einen Filter 100 anliegt, ist von beiden Kammern isoliert

Wenn eine Bedienungsperson des Kraftfahrzeugs auf das (nicht gezeigte) Bremspedal eine Eingangskraft aufbringt, wird sich die Schubstange 50 bewegen, so daß der Feder 64 die Möglichkeit gegeben wird, die Stirnfläche 56 der Ventileinrichtung 52 gegen den Vakuumventilsitz 66 zu bewegen, so daß die Verbindung zwischen der ersten Arbeitskammer 22 und der Bohrung 46 durch den Kanal 68 unterbrochen wird. Das Spiel ist auf eine minimale Größe berechnet, die ausreichend ist, in der Ruhestellung eine Verbindung zwischen der ersten Arbeitskammer 22 und der Bohrung 46 aufrecntzuerhalten. Bei weiterer Bewegung der Schubstange 50 wird der mit atmosphärischer Luft beaufschlagte Ventilsitz 76 von der Stirnfläche 56 wegbewegt, so daß es der Luft unter atmosphärischem Druck, die in der Bohrung 46 anliegt, ermöglicht wird, durch den Radialkanal 82 in die hintere Kammer 24 einzudringen. Durch die Beaufschlagung der hinteren Arbeitskammer 24 mit Luft und der vorderen Arbeitskammer 22 mit Unterdruck baut sich über dem Kraftübertragungskolben 20 ein Differenzdruck auf. Dieser Differenzdruck erzeugt eine Betriebskraft, die durch den Nabenkörper 26 übertragen wird, so daß das Anschlagelement 92 des angetriebenen Elements 94 durch das Gummimaterial 90 bewegt wird, wodurch sich im Hauptbremszylinder 12 auf herkömmliche Art und Weise ein Bremsfluiddruck aufbaut

Bei diesem Vorgang wird ein Großteil der sich im Reaktions-Gummimaterial 90 aufbauenden Reaktionskraft durch die Schulter 88 des kraftübertragenden Nabenkörpers 26 des Kraftübertragungskolbens 20 aufgenommen, während der restliche Anteil der Kraft durch den Tauchkolben 54 und damit durch die Schubstange 50 abgefangen wird, die dann über das (nicht gezeigte) Bremspedal von der Bedienungsperson der Bremse verspürt wird.

Wenn der Bremskraftverstärker 10 in Betrieb genommen wird und sich dann im Hauptbremszylinder 12 ein Bremsfluiddruck aufbaut, wird vom Flansch 108 durch die Bolzen 106 unter Überbrückung des Gehäuses 102 eine Brems-Reaktionskraft auf die Karosseriewand 114 übertragen. Darin ist der besondere Vorteil des beschriebenen Aufbaus zu sehen, der dahingehend nutzbar ist, daß die Dicke des Metallblechs für das Gehäuse 102 auf einen minimalen Wert hin dimensioniert werden kann, der ausreichend groß ist, um das Gehäuse 102 gegen einen lediglich atmosphärischen Druck und die Feder-Vorspannkraft der Rückhohlfeder 78 in einer vorgegebenen Form halten zu können. Demgemäß kann das Gesamtgewicht des Bremskraftverstärkers 10 im Vergleich zu herkömmlichen Bremskraftverstärkern auf ein entsprechend niedrigeres Niveau abgesenkt bzw. auf einen entsprechend niedrigeren Wert berechnet werden.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die Bolzen 106 im mittleren Abschnitt gekrümmt, um die Lageabweichungen zwischen den Verbindungsstellen am Flansch 108 und an der Gehäuseschale 16 auszugleichen bzw. zu kompensieren.

Die Unterlagsplatten 110 sind, wie dies in Fi g. 3 gezeigt ist, in eine doppelt gebogene Form gebracht, um ein zuverlässiges Ineinandergreifen der Unterlagsplatten und der Gehäuseschale 16 sicherzustellen, indem die Einschnürungsabschnitte 104 den Unterlagssplatten angepaßt sind bzw. die Unterlagsplatten aufnehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremskraftverstärker mit einem aus zwei Halbschalen zusammengesetzten Gehäuse, in dem ein von einem Servoventil angesteuerter Membran-Kraftübertragungskolben aufgenommen ist und dessen Halbschalen über Schraubverbindungen auf der einen Seite mit einer Karosseriewand und auf der anderen Seite mit einem Hauptbremszylinder verbunden sind, der in Antriebsverbindung mit einem Nabenabschnitt des Kraftübertragungskolbens steht, wobei das Gehäuse symmetrisch zur Gehäuse-Mittelachse ein Paar von Einschnürungsabschnitten besitzt, durch die hindurch sich das Gehäuse überbrückende und die zugeordneten Schraubverbindungen koppelnde Kraftübertragungsteile erstrekken, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsteile jeweils vom Schaft eines Bolzens (106) gebildet sind, dessen beide Endabschnitte zur Erzeugung einer auf die Haibschaien einwirkenden Klemmkraft jeweils in einer Schrauben-Mutter-Klemmverbindung mit dem Hauptbremszylinder (12) bzw. mit der Karosseriewand (114) stehen.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (106) an ihrem der Karosseriewand (114) benachbarten Ende durch Unterlagsplatten (110) verlaufen, die zwischen der Karosseriewand (114) und dem Gehäuse (102) eingesetzt sind, so daß das Gehäuse (102) über die Unterlagsplatten (110) zwischen dem Hauptbremszylinder (12) und der Karosseriewand (114) geklemmt wird.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (106) mit einem Flansch (108) des Hauptbremszylinders (12) in Schrauben-Mutter-Klemmverbindung stehen.

4. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (106) eine derart gebogene Form besitzen, daß sie sich einer Fluchtungsabweichung zwischen den Verbindungs- bzw. Ankopplungsstellen mit dem Hauptbremszylinder (12) und der Karosseriewand (114) an beiden Enden der jeweiligen Bolzen (106) anpassen können.

5. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagsplatten (110) eine zweifach umgebogene Formgebung besitzen, die sich den jeweiligen Einschnürungsabschnitten (104) anpaßt, um ein zuverlässiges Ineinandergreifen zwischen den Unterlagsplatten (110) und den Einschnürungsabschnitten (104) sicherzustellen.