WO1991001236A1

WO1991001236A1 - Betätigungseinheit für eine hydraulische kraftfahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: WO1991001236A1
Application number: PCT/EP1990/000815
Authority: WO
Inventors: Jürgen Bauer
Original assignee: Alfred Teves Gmbh
Priority date: 1989-07-15
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1991-02-07
Also published as: ES2047327T3; DD300093A5; DE59003467D1; HUT58245A; KR920700979A; US5211019A; CS9003401A2; HU904271D0; EP0434782B1; EP0434782A1; JPH04501243A; DE3923459A1; CZ280334B6

Abstract

Um bei einer Betätigungseinheit für hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlagen, bestehend aus einem Unterdruck-Bremskraftverstärker, einem Hauptbremszylinder sowie einem Bedienungsorgan, eine Verkürzung deren axialer Baulänge bei gleichzeitiger Reduzierung des Gewichtes und Entlastung des Verstärkergehäuses von Reaktionskräften zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass das Bedienungsorgan (3) wirkungsmässig zwischen dem Unterdruck-Bremskraftverstärker (1) und dem Hauptbremszylinder (2) angeordnet ist, dass die Betätigung der den Druckräumen (14, 15) des Hauptbremszylinders (2) zugeordneten Ventile (40, 41) gleichzeitig mit der Betätigung des Steuerventils (13) des Unterdruck-Bremskraftverstärkers (1) erfolgt und dass die zur Belüftung der Arbeitskammer (6) des Unterdruck-Bremskraftverstärkers (1) benötigte Luft aus dem Motorraum des Fahrzeuges zugeführt wird.

Description

Betätigungseinheit für eine hydraulische Kraftfahrzeug¬ bremsanlage

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit, bestehend aus: einem Unterdruck-Bremskraftverstärker, dessen Verstärkerge¬ häuse durch eine bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine mittels eines in einem Steuerventilgehäuse unter¬ gebrachten Steuerventils belüftbare Arbeitskammer unter¬ teilt ist; einem dem Unterdruck-Bremkraftverstärker wirkungsmäßig nachgeschalteten Hauptbremszylinder mit zwei in einem Ge¬ häuse vorzugsweise hintereinander angeordneten Druckräumen, deren Verbindung mit einem drucklosen Druckmittelsvorrats¬ behälter mittels zweier Ventile absperrbar bzw. freigebbar ist, wobei ein den ersten (Primär-)Druckraum begrenzender Kolben (Primärkolben) zweiteilig ausgebildet ist und aus einem mit der beweglichen Wand in kraftübertagender Verbin¬ dung stehenden Außenkolben und einem im Außenkolben abge¬ dichtet geführten relativ zum Außenkolben begrenzt ver¬ schiebbaren, durch das Betätigungspedal direkt betätigbaren Innenkolben besteht, der mit einem das Steuerventil betäti¬ genden Ventilkolben einteilig ausgebildet ist, sowie einem das Steuerventil betätigenden Bedienungsorgan, vor¬ zugsweise einem Bremspedal. Durch die Deutsche Offenlegungssschrift 34 01 402 ist be¬ reits eine derartige Betätigungseinheit bekannt geworden. Das Besondere an der vorbekannten Betätigungseinheit be¬ steht darin, daß ein das Steuerventil des Unterdruck-Brems- kraftverstärkers betätigender, mit dem Bedienungsorgan ge¬ koppelter Ventilkolben und ein das Steuerventil aufnehmen¬ des Steuergehäuse oder eine mit dem Steuergehäuse in Wirk¬ verbindung stehende Hülse dichtend durch eine Wand des HauptbremsZylinders hindurchgeführt sind und bei der Betä¬ tigung mit ihren dem Bedienungsorgan abgewandten Enden in den Primärdruckraum des HauptZylinders eintauchen. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß bei einem Ausfall der Verstärkungskraft das Bedienungsorgan auf einen Kolben ein¬ wirkt, dessen wirksame Querschnittsflache kleiner ist als diejenige Kolbenfläche, auf die die Verstärkungskraft wirkt. Die Montage der bekannten Betätigungseinheit an die Spritzwand des Kraftfahrzeuges erfolgt mittels am Verstär¬ kergehäuse angebrachter Befestigungsbolzen, die durch in der Spritzwand ausgebildete Öffnungen hindurchgesteckt und mit Muttern versehen werden.

Die bekannte Anordnung, bei der das Bedienungsorgan dem Un- terdruck-Bremskraftverstärker vorgeschaltet und der Haupt¬ bremszylinder wirkungsmäßig nachgeschaltet sind, hat fol¬ gende Nachteile:

a) Die aus dem im Hauptbremszylinder herrschenden hy¬ draulischen Druck resultierende Kraft (Reaktionskraft) wird auf die Spritzwand über das Verstärkergehäuse übertragen. Dadurch werden

Verformungen des Verstärkergehäuses verursacht, die sich auf die Funktion der Bremsanlage negativ aus¬ wirken. b) Durch hohe Temperaturen im Motorraum verursachte Deh¬ nungen, die durch längere Betätigungswege des Bedie¬ nungsorgans kompensiert werden müssen.

c) Relativ große axiale Baulänge, die erhebliche Einbau¬ probleme im Motorraum zur Folge hat.

d) Hohe Querkräfte bei der Betätigung, die durch Aus¬ knicken der den Ventilkolben betätigenden Kolben¬ stange, die von dem das Steuergehäuse im Verstärkerge¬ häuse führenden und abdichtenden Dichtring aufgenommen bzw. in den Hauptbremszylinder eingeleitet werden, so daß sie Führungsprobleme im Hauptzylinder verursachen.

e) Addieren sämtlicher Toleranzen der zwischen dem Be¬ dienungsorgan und dem Hauptzylinder an der Kraftüber¬ tragung beteiligten Teile.

f) Durch Ansaugen der Luft aus dem Fahrgastraum verur¬ sachte Geräusche.

g) Verringerung des Ansaugquerschnitts der Lufteintritts¬ öffnung im Steuerventilgehäuse durch die Kolbenstange.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Betä¬ tigungseinheit der eingangs genannten Gattung vorzuschla¬ gen, bei der die oben erwähnten Nachteile weitgehend eliminiert werden und die eine Minimierung des für den . Druckaufbau erforderlichen Betätigungsweges des Bedienungs- organs sowie eine Verkürzung des motorraumseitigen Baurau¬ mes ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

Das Bedienungsorgan ist wirkungsmäßig zwischen dem Unterdruck-Bremskraftverstärker und dem Hauptbremszylinder angeordnet, die Betätigung der beiden Ventile erfolgt gleichzeitig mit der Betätigung des Innenkolbens direkt durch Übertragung einer aus der auf das Bedienungsorgan einwirkenden Betätigungskraft resultierenden, zur Drucker¬ zeugung in den Druckräumen benötigten Kraft, die in einer zu der Wirkrichtung der Betätigungkraft entgegengesetzt ge¬ richteten Richtung wirkt, und die zur Bildung einer auf die bewegliche Wand einwirkenden Druckdifferenz benötigte Luft wird dem Steuerventil aus dem Motorraum des Kraftfahrzeuges zugeführt.

Durch die erfinderischen Maßnahmen wird eine Senkung der Herstellungs- und Montagekosten bei gleichzeitiger Re¬ duzierung des Gewichts der Betätigungseinheit erreicht. Da das Verstärkergehäuse keine hohen Kräfte zu übertragen braucht und lediglich noch Unterdruckkräfte kompensieren muß, kann es aus dünnem Blech oder Kunststoff hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der Verkürzung von Ansprech- und Lösezeiten des Unterdruck-Bremskraftver¬ stärkers.

Eine besonders kompakte Ausführung der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit, bei der das Hauptzylindergehäuse ein Flanschteil aufweist, wird dadurch erzielt, daß das Flanschteil als Tragelement für das Verstärkergehäuse aus¬ gebildet ist und zum Befestigen der Betätigungseinheit an der Spritzwand des Kraftfahrzeugs dient. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Bedienungsorgan, vorzugsweise Bremspedal am Haupt¬ zylindergehäuse drehbar gelagert und mittels eines Feder¬ elementes entgegen der Betätigungsdrehrichtung vorgespannt ist, wobei das Federelement durch eine Drehstaboder eine Schenkelfeder gebildet sein kann. Durch diese Maßnahme kann eine weitere Gewichtsreduzierung erreicht werden, da die auf auf die bewegliche Wand des Unterdruck-Bremskraftver¬ stärkers einwirkende Rückstellfeder entfallen kann.

Eine wirksame Begrenzung des Weges des Primärkolbens bei dessen Rückstellbewegung wird bei einer vorteilhaften Wei¬ terbildung des Erfindungsgegenstandes dadurch erreicht, daß das Bremspedal in Ruhestellung am Flanschteil abgestützt ist, wobei eine definierte von Verformungen des Verstärker¬ gehäuses unabhängige Lage des Primärkolbens in Lösestellung dadurch erzielt wird, daß das Bremspedal an einem axial verstellbaren Anschlag anliegt.

Eine Übertragung der aus dem im Sekundärdruckraum herrschenden hydraulischen Druck resultierenden Reaktions- kraft bei einem Ausfall des Primärdruckraumes wird nach einem weiteren vorteilhaften Erfindungsmerkmal dadurch er¬ möglicht, daß der den zweiten Druckraum begrenzende Kolben (Sekundärkolben) zweiteilig ausgebildet ist und durch einen mit einem gehäusefesten Anschlag zusammenwirkenden, durch eine erste Rückstellfeder vorgespannten Außenteil sowie einen im Außenteil abgedichtet geführten, sich am Außenteil unter der Wirkung einer zweiten Rückstellfeder abstützenden Innenteil gebildet ist. Eine wesentliche Vereinfachung bzw. Erleichterung der Montage der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit vom Motor¬ raum des Kraftfahrzeuges aus kann dadurch erreicht werden, daß das Bremspedal zweiteilig ausgebildet ist und aus einem Bedienungsteil und einem Betätigungsteil besteht, wobei die Kraftübertragung zwischen dem Bedienungsteil und dem Betä¬ tigungsteil mittels einer Anlagefläche erfolgt, die entwe¬ der am Betätigungs- oder am Bedienungsteil angebracht ist.

Eine andere vorteilhafte AusführungsVariante der Erfindung sieht vor, daß jedes der beiden Ventile durch einen Ventileinschraubsatz gebildet ist, in dem eine erste Ventilmanschette, eine zweite Ventilmanschette sowie ein zwischen den Ventilmanschetten liegendes Zwischenstück an¬ geordnet sind, wobei der Ventilschließkörper durch ein halbkugelförmig ausgebildetes Ende eines im Ventilein¬ schraubsatz bzw. im Zwischenstück geführten Betätigungs¬ bolzens gebildet ist, das mit der ersten Ventilmanschette zusammenwirkt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Ventile als vormontierte Baueinheiten geliefert und verbaut werden können.

Eine strömungsgünstige, geräuschmindernde Ausführung des das Steuerventil betätigenden Ventilkolbens sieht vor, daß der Ventilkolben in seinem der Lufteintrittsöffnung zuge¬ wandten Bereich kegelförmig ausgebildet ist.

Eine Übertragung der auf das Bremspedal einwirkenden Betä¬ tigungskraft auf den Außenkolben bei einem Ausfall der Ver¬ stärkungskraft wird bei einer anderen Ausgestaltung der Er¬ findung dadurch ermöglicht, daß im Außenkolben ein zu des- sen Achse senkrecht stehender Stift vorgesehen ist, der bei Ausfall der Verstärkungskraft an der Wand eines im Innen¬ kolben ausgebildeten Langlochs zur Anlage kommt, wobei Langloch und Stift eine Wegbegrenzung des Innenkolbens ge¬ genüber dem Außenkolben beim Betätigen der Bremse bilden.

Ein sicheres Schließen bzw. öffnen der Ventile wird schließlich bei einer bevorzugten Ausführungsform dadurch gewährleistet, daß die Betätigungsbolzen der Ventile mit dem Bedienungsorgan bzw. Bremspedal direkt gekoppelt sind.

Mit der vorliegenden Erfindung wird der Automobilindustrie eine kompkate, raumsparende Lösung zur Verfügung gestellt. Insbesondere die axiale Ausdehnung des Gesamtaggregats ist gegenüber Geräten des Standes der Technik erheblich redu¬ ziert. Es werden gute Voraussetzungen für eine automatische Montage der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit geschaffen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Be¬ schreibung zweier Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung zu entnehmen.

Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Betäti¬ gungseinheit nach der Erfindung im Axial¬ schnitt;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Betäti- gungseinheit nach der Erfindung in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung; Fig. 3 die Betätigungseinheit nach Fig. 1 in einer Schnittdarstellung entsprechend der Schnitt¬ linie A-A der Fig. 1;

Fig. 4 die Betätigungseinheit nach Fig. 1 in einer Schnittdarstellung entsprechend der Schnitt¬ linie B-B der Fig. 1;

Fig. 5 die Betätigungseinheit nach Fig. 1 in einer Schnittdarstellung entsprechend der Schnitt¬ linie C-C der Fig. 1;

Fig. 6 die Betätigungseinheit nach Fig. 1 in einer Schnittdarstellung entsprechend der Schnitt¬ linie D-D der Fig. 1;

Fig. 7 die Betätigungseinheit nach Fig. 1 in einer Schnittdarstellung entsprechend der Schnitt¬ linie E-E der Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Betätigungseinheit besteht im we¬ sentlichen aus einem Unterdruck-Bremskraftverstärker 1, einem dem Unterdruck-Bremskraftverstärker nachgeschalteten, mit einem Flanschteil 11 versehenen Hauptbremszylinder, beispeilsweise einen Tandemhauptzylinder 2 , sowie einem wirkungsmäßig zwischen dem Unterdruck-Bremskraftverstärker 1 und dem Tandemhauptzylinder 2 angeordneten Bedienungs- organ, vorzugsweise einem Bremspedal 3. Das als Trageele¬ ment für den Unterdruck-Bremskraftverstärker 1 sowie für einen mit Druckräumen 14,15 des Tandemshauptzylinders 2 in Verbindung stehenden Druckmittelvorratsbehälter 4 einteilig mit dem Hauptzylindergehäuse 16 ausgebildete Flanschteil 11 dient dabei der Befestigung der Betätigungseinheit an einer in der Zeichnung schematisch angedeuteten Spritzwand 30 eines Kraftfahrzeuges. Der Unterdruck-Bremskraftverstärker 1 weist dabei zwei schalenförmige, mit ihren offenen Seiten zusammengebaute Gehäuseteile 148,149 auf, die ein Verstär¬ kergehäuse 10 bilden. Das in Fig. 1 rechts gezeigte Gehäu¬ seteil 148 ist mittels Befestigungsbolzen (Fig. 7) mit dem Flanschteil 11 verbunden, während im linken Gehäuseteil 149 ein ein Steuerventil 13 aufnehmendes, eine Lufteintritts- öffnung 22 aufweisendes Steuerventilgehäuse 12 gleitend und abgedichtet geführt ist.

Der Innenraum des Verstärkergehäuses 10 wird durch eine darin angeordnete, aus einem am Steuerventilgehäuse 12 be¬ festigten Membranteller 8 und einer daran anliegenden Roll¬ membran 9 bestehende bewegliche Wand 7 in eine über einen im Flanschteil 11 ausgebildeten Unterdruckkanal 18 bzw. einen daran angeschlossenen Unterdruckanschluß 27 evakuier¬ bare Unterdruckkammer 5 sowie eine Arbeitskammer 6 unter¬ teilt, die bei Betätigung des Bedienungsorgans 3 mittels des Steuerventils 13 belüftet wird. Das an sich bekannte Steuerventil 13 wird von einem mit dem Bedienungsorgan 3 in kraftübertragender Verbindung stehenden Ventilkolben 24 be¬ tätigt, dessen der Lufteintrittsöffnung 22 zugewandtes Ende konisch ausgebildet ist. Zum Zurückstellen der beweglichen Wand 7 ist eine Rückstellfeder 17 vorgesehen, die zwischen dem vorderen Gehäuseteil 148 und einer am Steuerventilge¬ häuse 12 ausgebildeten, näher nicht bezeichneten Ringfläche eingespannt ist. Der in einer im Steuerventilgehäuse 12 vorgesehenen Bohrung 23 geführte, mittels einer Druckfeder 25 vorgespannte Ventilkolben 24 weist eine axiale Verlängerung 26 auf, die in einem axialen Fortsatz 28 des Steuerventilgehäuses 12 abgedichtet geführt ist. Der im Flanschteil 11 mittels einer Dichtmanschette 29 abgedichtete Fortsatz 28 erstreckt sich ins Innere des Hauptzylindergehäuses 16 und bildet mit seinem Ende einen Teil (Außenkolben) 21 eines den Primär¬ druckraum 14 begrenzenden Primärkolbens 19, dessen radial innenliegender Teil (Innenkolben) 20 durch das im Außenkol¬ ben 21 abgedichtet geführte Ende der Verlängerung 26 gebil¬ det ist. Axial dem Primärkolben 19 gegenüber ist im Haupt¬ zylindergehäuse 16 ein den Sekundärdruckraum 15 begren¬ zender Sekundärkolben 32 angeordnet, der ebenso wie der Primärkolben 19 zweiteilig ausgebildet ist und aus einem Außenteil 34 größeren Druchmessers sowie einen darin abge¬ dichtet geführten Innenteil 33 besteht. Der Außenteil 34 liegt in Lösestellung an einem im Hauptzylindergehäuse 16 vorgesehen festen Anschlag 65 an, und zwar unter der Wir¬ kung einer am Ende des Sekundärdruckraumes 15 sich ab¬ stützenden ersten Rückstellfeder 35, während der Innenteil 33 mittels einer koaxial zur ersten (35) angeordneten zwei¬ ten Rückstellfeder 36 vorgespannt ist und zur Anlage am Außenteil 34 kommt.

Um ein Nachfüllen der beiden Druckräume 14,15 mit hy¬ draulischem Druckmittel zu ermöglichen ist der Druckmittel¬ vorratsbehälter 4 an zwei am Flanschteil 11 ausgebildete Behälteranschlüsse 61,62 angeschlossen, die über Druckmit¬ telkanäle 66,67,68,69 mit dem Primär- (14) und dem Se¬ kundärdruckraum 15 ist Verbindung stehen. (Fig.3,4 und 7). Außerdem führen die beschriebenen Verbindungen über zwei axiale Verlängerungen 54,55 von zwei im Hauptzylinderge¬ häuse 16 parallel mit dessen Längsachse verlaufenden Boh¬ rungen 42,43, die zwei durch das Bremspedal 3 direkt an¬ steuerbare Ventile 40,41 (Fig. 1 und 5) aufnehmen. Jedes der beiden Ventile 40,41 besteht aus einem in die Bohrung 42 bzw. 43 eindrehbaren Ventileinschraubsatz 44,45, der zwei Ventilmanschetten 46 und 47, ein die Ventilmanschetten trennendes Zwischenstück 48 sowie das Ende eines durch eine Druckfeder 70 bzw. 71 vorgespannten Betätigungsbolzen 49,51 als Ventilschließkörper aufnimmt. Die anderen Enden der Be¬ tätigungsbolzen 49,51 stützen sich unter der Wirkung der Druckfeder 70,71 direkt am Bremspedal 3 ab, das an einem im Flanschteil 11 vorgesehenen verstellbaren Anschlag 50 an¬ liegt. Durch diese Maßnahme wird ein Einstellen des Brems- pedales 3 ermöglicht.

Das in einem gehäusefesten Drehpunkt 60 am Hauptzylinderge¬ häuse 16 gelagerte Bremspedal 3 ist bei der in Fig. 1 ge¬ zeigten AusführungsVariante zweiteilig ausgebildet und be¬ steht aus einem die Fußkraft des Fahrers aufnehmenden Be¬ dienungsteil 37 sowie einem die zur Druckbegrenzung benö¬ tigte Kraft auf den Innen- (20) bzw. den Ventiilkolben 24 und die Betätigungsbolzen 49,51 übertragenden Betätigungs¬ teil 38. Die Kraftübertragung vom Bedienungsteil 37 auf das Betätigungsteil 38 erfolgt vorzugsweise über eine am Betä¬ tigungsteil 37 ausgebildete Anlagefläche 39, die jedoch auch am Betätigungsteil 38 angeordnet sein kann. Die Wahl der Längenmaße der beiden Teile 37 und 38 ist dabei vor¬ zugsweise derart getroffen, daß der Abstand a_. zwischen dem Angriffspunkt der Betätigungskraft (Fußkraft) und dem Dreh¬ punkt 60 wesentlich größer ist als der Abstand c_ zwischen dem Drehpunkt 60 und dem Berührungspunkt zwischen dem Betä¬ tigungsteil 38 und dem Innenkolben 20, der kleiner als der Abstand b_ zwischen dem Drehpunkt 60 und dem Berührungspunkt zwischen dem Betätigungsteil 38 und den Betätigungsbolzen 49,51 der beiden Ventile 40,41 ist. Die zweiteilige Aus¬ führung des Bremspedals 3 bringt eine wesentliche Erleich¬ terung der Montage der erfindungsgemäßen Betätigungsein¬ heit. Die kraftübertragende Verbindung zwischen den beiden Teilen 37,38 kann durch geeignete Maßnahmen (z.B. Bolzen oder Überziehhülse) gesichert werden.

Die Funktionsweise der in der Fig. 1 dargestellten erfin¬ dungsgemäßen Betätigungεeinheit wird nachfolgend beschrie¬ ben:

In der Ausgangsposition (bei stillstehendem Motor) können die beiden Arbeitskammern 5 und 6 unter Atmosphärendruck stehen, so daß die bewegliche Wand 7 druckausgeglichen ist und durch die Rückstellfeder 17 an einem nicht gezeigten Anschlag am hinteren Gehäuseteil 149 gehalten wird. Die La¬ ge dieses Anschlags ist vorzugsweise so gewählt, daß ein vollständiger Abbau des im Primärdruckraum 14 herrschenden Druckes im Regelfall möglich ist. Da der Ventilkolben 24 durch den Anschlag 50 des Bremspedals 3 positioniert ist, befindet sich das Steuerventil 13 in einem Zustand, in dem der am Ventilkolben 24 ausgebildete Atmosphärendichtsitz offen und der Unterdrucksitz am Steuerventilgehäuse 12 ge¬ schlossen ist, so daß die beiden Arbeitskammern 5 und 6 voneinander getrennt sind. Wird nun die erste Arbeitskammer 5 evakuiert (beim Anlassen des Motors), so bewirkt die an die bewegliche Wand 7 einwirkende Druckdifferenz deren Be¬ wegung in Richtung auf den Hauptbremszylinder 2 zu, so daß zunächst der Atmosphärendichtsitz geschlossen und unmittel¬ bar danach der Unterdrucksitz geöffnet wird. Dadurch wird ein Evakuieren der inzwischen von der Atmosphäre getrennten zweiten Arbeitskammer 6 ermöglicht, so daß an der beweg¬ lichen Wand 7 erneut ein Gleichgewichtszustand auftritt, in dem beide Dichtsitze des Steuerventils 13 geschlossen sind und der Unterdruck-Bremskraftverstärker 1 sich in einer Be¬ reitschaftsstellung befindet, die in der Fig. 1 dargestellt ist.

Wird nun beim Bremsen das Bremspedal 3 betätigt, so werden durch die Krafteinwirkung der Innenkolben 20 mit dem Ventilkolben 24 nach rechts verschoben, wodurch das Steuer¬ ventil 13 betätigt wird. Dadurch wird an der beweglichen Wand 7 eine fußkraftproportionale Druckdifferenz einge¬ steuert, die eine Verstärkungεkraft erzeugt, die eine Bewe¬ gung des Außenkolbens 21 in Betätigungsrichtung zur Folge hat. Gleichzeitig werden auch die parallel nebeneinander angeordneten Betätigungsbolzen 49,51 der beiden Ventile 40,41 in Schließrichtung verschoben, so daß die Verbindung zwischen dem Primär(14) bzw. dem Sekundärdruckraum 15 und dem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter 4 unterbrochen wird.

Durch die Vorschubbewegung des durch den Innen- (20) und den Außenkolben 21 gebildeten Primärkolbens 19 wird im Pri¬ märdruckraum 14 ein hydraulischer Druck aufgebaut, der einerseits einen Druckaufbau im Sekundärdruckraum 15 zur Folge hat und andererseits über nicht gezeigte, an hy¬ draulische Abgänge 52,53 (Fig. 3,4), angeschlossene Brems¬ leitungen zu den einzelnen Radbremsen weitergeleitet werden kann. Bei einem Ausfall des zur Bildung der bei der Betätigung im Verstärkergehäuse 10 angesteuerten Druckdifferenz erforder¬ lichen Unterdruckes (Ausfall der Unterdruckquelle), der einen Ausfall der Verstärkungskraft zur Folge hat, bleibt die bewegliche Wand 7 unter der Wirkung der Rückstellfeder 17 stehen, wobei eine im Außenkolben 21 vorgesehene Ausneh¬ mung bzw. ein Schlitz 63 eine Verschiebung des Innenkolbens 20 in Betätigungsrichtung ermöglicht. Bei der in Fig. 2 ge¬ zeigten AusführungsVariante stützt sich das einteilig aus¬ geführte Bedienungsorgan - Bremspedal - 3 am Flanschteil 11 mittels einer auf den Außenkolben 21 aufgeschobenen Hülse 31 ab und wird entgegen der Betätigungsrichtung durch ein den Drehpunkt 60 bildendes Federelement 74 vorgespannt, das beispielsweise als eine Drehstab- bzw. eine Schenkelfeder ausgebildet sein kann. Die Betätigungsbolzen 49,51 (nicht gezeigt) sind bei dieser Ausführung mit dem Bremspedal 3 gekoppelt, so daß sie nach einer Wegnahme der Betätigungs¬ kraft durch die Wirkung des Federelementes 74 in ihre Aus- gangslage zurückgebracht werden. Die Koppelung erfolgt mit¬ tels eines am Ende des Bremspedals 3 angebrachten, bei¬ spielsweise mit dem Bremspedals 3 verschweißten Betäti¬ gungsarmes 75, dessen vorzugsweise kugelförmig ausgebil¬ detes Ende in einer Führung 76 gleitend geführt ist. Die Führung 76 ist dabei in eine Betätigungsplatte 78 einge¬ knöpft, die mit zwei Gewindehülsen versehen ist, von denen eine in Fig. 2 dargestellt ist und das Bezugszeichen 72 trägt. In die Gewindehülsen sind die Enden der Betätigungs- bolzen 49,51 eingeschraubt, so daß deren wirksame Länge.und damit das Ventilspiel genau eingestellt werden kann. Um bei einem Ausfall der Verstärkungskraft die auf das Bremspedal 3 einwirkende Betätigungskraft auch auf den Außenkolben 21 übertragen zu können ist der Außenkolben 21 mit einem senkrecht zur Achse stehenden Stift 58 versehen, der sich durch ein im Innenkolben 20 ausgebildetes Langloch 59 radial hindurcherstreckt. Bei der Betätigung ohne Verstärkungskraft kommt die Wand des Langlochs 59 zur An¬ lage am Stift 58, so daß der Außenkolben 21 vom Innenkolben 20 mitgenommen wird.

Bei einem Ausfall des Primärdruckraumes 14 erfolgt eine Übertragung der zur Erzeugung eines hydraulischen Druckes im Sekundärdruckraum 15 auf den Sekundärkolben 32 durch direkten mechanischen Kontakt zwischen ihm und dem Primär¬ kolben 19. Sollte beim Ausfall des Primärdruckraumes 14 gleichzeitig auch die Verstärkungskraft ausfallen, so kann der Außenteil 34 mittels eines am Ende des Innenteiles 33 angeordneten Kraftübertragungselementes 64 mitgenommen werden.

Bezugszeichenliste

1 Unterdruck-Bremskraftverstärker

2 Hauptbremszylinder

3 Bedienungsorgan, Bremspedal

4 Druckmittelvorratsbehälter

5 Unterdruckkammer

6 Arbeitskammer

7 bewegliche Wand

8 Membranteller

9 Rollmembran

10 Verstärkergehäuse

11 Flanschteil

12 Steuerventilgehäuse

13 Steuerventil

14 Primärdruckraum

15 Sekundärdruckraum

16 Hauptzylindergehäuse

17 Rückstellfeder

18 Unterdruckkana1

19 Primärkolben

20 Innenkolben

21 Außenkolben

22 Lufteintrittsöffnung

23 Bohrung

24 Ventilkolben

25 Druckfeder

26 Verlängerung

27 Unterdruckanschluß

28 Fortsatz

Claims

Patentansprüche

1. Betätigungseinheit für eine hydraulische Kraftfahr¬ zeugbremsanlage, bestehend aus:

a) einem Unterdruck-Bremskraftverstärker (1), dessen Ver¬ stärkergehäuse (10) durch eine bewegliche Wand (7) in eine Unterdruckkammer (5) und eine mittels eines in einem Steuerventilgehäuse (12) untergebrachten Steuer¬ ventils (13) belüftbare Arbeitskammer (6) unterteilt ist;

b) einem dem Unterdruck-Bremkraftverstärker (1) wirkungs- mäßig nachgeschalteten Hauptbremszylinder (2) mit zwei in einem Gehäuse vorzugsweise hintereinander angeord¬ neten Druckräumen (14,15), deren Verbindung mit einem drucklosen Druckmittelsvorratsbehälter (4) mittels zweier Ventile (40,41) absperrbar bzw. freigebbar ist, wobei ein den ersten (Primär-) Druckraum (14) begren¬ zender Kolben (Primärkolben) (19) zweiteilig ausgebil¬ det ist und aus einem mit der beweglichen Wand (7) in kraftübertragender Verbindung stehenden Außenkolben (21) und einem im Außenkolben abgedichtet geführten relativ zum Außenkolben begrenzt verschiebbaren, durch die Betätigungskraft (38) direkt betätigbaren Innen¬ kolben (20) besteht, der mit einem das Steuerventil (13) betätigenden Ventilkolben (24) einteilig ausge¬ bildet ist. c) sowie einem das Steuerventil (13) betätigenden Bedie¬ nungsorgan, vorzugsweise einem Bremspedal, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß

das Bedienungsorgan (3) wirkungsmäßig zwischen dem Un- terdruck-Bremskraftverstärker (1) und dem Hauptbrems- zylinder (2) angeordnet ist, daß

die Betätigung der beiden Ventile (40,41) gleichzeitig mit der Betätigung des Innenkolbens (20) direkt durch Übertragung einer aus der auf das Bedienungsorgan (3) einwirkenden Betätigungskraft resultierenden, zur Druckerzeugung in den Druckräumen (14,15) benötigten Kraft erfolgt, die

in einer zur der Wirkrichtung der Betätigungskraft entgegengesetzt gerichteten Richtung wirkt, und daß

die zur Bildung einer auf die bewegliche Wand (7) ein¬ wirkenden Druckdifferenz benötigte Luft dem Steuer¬ ventil (13) aus dem Motorraum des Kraftfahrzeugs zuge¬ führt wird.

2. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, bei der das Ge¬ häuse des HauptbremsZylinders mit einem Flanschteil versehen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Flanschteil (11) als Tragelement für das Ver¬ stärkergehäuse (10) ausgebildet ist und zum Befestigen der Betätigungseinheit an der Spritzwand (30) des Kraftfahrzeugs dient. ~_2- '-

3. Betätigungseinheit nach Anspruch 2, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß sie vom Motorraum des Kraftfahrzeugs her an die Spritzwand (30) anbringbar und anschließend vom Innenraum (Fahrgastraum) aus ver- schraubbar, ausgestaltet ist.

4. Betätigungseinheit nach Anspruch 2, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das Bedienungsorgan, vor¬ zugsweise Bremspedal (3) am Hauptzylindergehäuse (16) drehbar gelagert und mittels eines Federelementes (74) entgegen der Betätigungsdrehrichtung vorgespannt ist.

5. Betätigungseinheit nach Anspruch 4, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das Federelement durch eine Drehstabfeder gebildet ist.

6. Betätigungseinheit nach Anspruch 4, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das Federelement durch eine Schenkelfeder gebildet ist.

7. Betätigungseinheit nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bremspedal (3) in Ruhestellung am Flanschteil (11) abgestützt ist.

8. Betätigungseinheit nach Anspruch 7, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das Bremspedal (3) an einem axial verstellbaren Anschlag (50) anliegt.

9. Betätigungseinheit nach Anspruch 7, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das Bremspedal (3) mit¬ tels einer auf den Außenkolben (21) aufgeschobenen Hülse (31) am Flanschteil (11) anliegt.

10. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Unterdruckkammer (5) des Unterdruck-Bremskraftver¬ stärkers (1) mittels eines im Flanschteil (11) vorge¬ sehenen Unterdruckkanals (18) bzw. eines mit dem Un¬ terdruckkanal (18) verbundenen Unterdruckanschlusses (27) evakuierbar ist.

11. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß der den zweiten Druckraum (15) begrenzende Kolben (Sekundärkolben) (32) zweiteilig ausgebildet ist und durch einen mit einem gehäusefesten Anschlag (65) zusammenwirkender, durch eine erste Rückstellfeder (35) vorgespannten Außenteil (34) sowie einem im Außenteil (34) abgedichtet ge¬ führten, sich am Außenteil (34) unter der Wirkung einer zweiten Rückstellfeder (36) abstützenden Innen¬ teil (33) gebildet ist.

12. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das Bremspedal (3) zwei¬ teilig ausgebildet ist und aus einem Bedienungsteil

(37) und einem Betätigungsteil (38) besteht.

13. Betätigungseinheit nach Anspruch 12, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die Kraftübertragung zwi¬ schen dem Bedienungsteil (37) und dem Betätigungsteil

(38) mittels einer am Betätigungsteil (38) angebrach¬ ten Anlagefläche (39) erfolgt, an der der Bedienungs¬ teil (37) zur Anlage kommt.

14. Betätigungseinheit nach Anspruch 12, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die Kraftübertragung zwi¬ schen dem Bedienungsteil (37) und dem Betätigungsteil (38) mittels einer am Bedienungsteil (37) angebrachten Anlagefläche (39) erfolgt, an der der Betätigungsteil (38) zur Anlage kommt.

15. Betätigungseinheit nach Anspruch 4 oder 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Abstand (a) zwi¬ schen dem Angriffspunkt der Betätigungskraft und dem Drehpunkt (60) des Bedienungsorgans (Bremspedals)

(3) wesentlich größer ist als der Abstand (c) zwischen dem Drehpunkt (60) und dem Punkt, in dem die Übertra¬ gung der zur Druckerzeugung benötigten Kraft auf den Innenkolben (20) stattfindet.

16. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die Ventile (40,41) in zwei mit der Achse der Längsbohrung des Hauptzylinder¬ gehäuses (16) parallel verlaufenden Bohrungen (42,43) angeordnet sind.

17. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch g e - k e n n z e i c h n e t, daß jedes der beiden Ventile (40,41) durch einen Ventileinschraubsatz (44,45) ge¬ bildet ist, in dem eine erste Ventilmanschette (46), eine zweite Ventilmanschette (47) sowie ein zwischen den Ventilmanschetten (46,47) liegendes Zwischenstück (48) angeordnet sind, wobei der Ventilschließkörper durch ein halbkugelförmig ausgebildetes Ende eines im Ventileinschraubsatz (44 bzw. 45) bzw. im Zwischen- stück (48) geführten Betätigungsbolzens (49,51) gebil¬ det ist, das mit der ersten Ventilmanschette (46) zu¬ sammenwirkt.

18. Betätigungseinheit nach Anspruch 16, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die die Ventile (40,41) aufnehmenden Bohrungen (42,43) in axiale Bohrungsab¬ schnitte (54,55) kleineren Durchmessers übergehen, die bei Ansteuern der Ventile (40,41) die Betätigungs¬ bolzen (49,51) aufnehmen und in Verbindung mit dem Primär- (14) bzw. dem Sekundärdruckraum (15) stehen.

19. Betätigungseinheit nach Anspruch 4 oder 12 in Verbin¬ dung mit Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t, daß der Abstand (b) zwischen dem Drehpunkt (60) und dem Angriffspunkt der zur Druckerzeugung benötig¬ ten Kraft an den Betätigungbolzen (49,51) größer ist als der Abstand (c) zwischen dem Drehpunkt (60) und dem Punkt, in dem die Übertragung der zur Druckerzeu¬ gung benötigten Kraft auf den Innenkolben (20) statt¬ findet.

20. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, wobei das Steuer¬ ventil mittels eines mit dem Bedienungsorgan in kraft¬ übertragender Verbindung stehenden Ventilkolben an¬ steuerbar ist, der im Steuerventilgehäuse bzw. in einer in der beweglichen Wand vorgesehenen Bohrung ge¬ führt ist, und wobei das Steuerventilgehäuse eine Lufteintrittsöffnung aufweist, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß der Ventilkolben (24) in seinem der Lufteintrittsöffnung (22) zugewandten Bereich ke¬ gelförmig ausgebildet ist.

21. Betätigungseinheit nach Anspruch 20, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die Wandung der Bohrung (23) mit radialen, Luftführungskanäle begrenzenden Stegen (56) versehen ist, die mit einer am Ventilkol¬ ben (24) ausgebildeten Ringfläche (57) zusammenwirken.

22. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, bei der Kraftübertragungsmittel vorgesehen sind, die bei Ausfall der Verstärkungskraft ein Mit¬ nehmen des Außenkolbens vom Innenkolben ermöglichen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Außen¬ kolben (21) ein zu dessen Achse senkrecht stehender Stift (58) vorgesehen ist, der bei Ausfall der Ver¬ stärkungskraft an der Wand eines im Innenkolben (20) ausgebildeten Langlochs (59) zur Anlage kommt, wobei Langloch und Stift eine Wegbegrenzung des Innenkolbens (20) gegenüber dem Außenkolben (21) beim Betätigen der Bremse bilden.

23. Betätigungseinheit nach Anspruch 2, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das Flanschteil (11) als Tragelement für den drucklosen Druckmittelvorratsbe¬ hälter (4) ausgebildet und mit Behälter-Anschlüssen (61,62) versehen ist.

24. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Außenkolben (21) eine Ausnehmung, insbesondere einen Schlitz (63) aufweist, um die Freigängigkeit des Bremspedals (3) bei Ausfall der Verstärkungskraft zu gewährleisten.

25. Betätigungseinheit nach einem Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Innenteil (33) an seinem dem Primärkolben (19) zugewandten Ende mit einem Kraftübertragungselement (64) versehen ist, das beim Ausfall des Primärdruckraumes (14) ein Mitnehmen des Außenteiles (34) ermöglicht.

26. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Betäti¬ gungsbolzen (49,51) mit dem Bremspedal (3) direkt ge¬ koppelt sind.