Unterdruckbremskraftverstärker und Verfahren zu dessen Einstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker für eine Kraftfahrzeug- bremsanlage mit einem Verstärkergehäuse, einem an ein Bremspedal koppelbaren Krafteingangsglied, das in das Verstärkergehäuse gegen die Wirkung einer Rückstellfeder einschiebbar ist, einem an einen Bremszylinder koppelbaren Kraftausgangsglied, einer Kammeranordnung mit einer Arbeitskammer und einer Unterdruckkammer, die durch eine bewegliche Wand getrennt sind, und einer zwischen dem Krafteingangsglied und dem Kraftausgangsglied angeordneten Steuerventilordnung, wobei die Steuerventilordnung einen ersten Ventilsitz zum wahlweisen Verbinden der Arbeitskammer mit einer Außenatmosphäre und einen zweiten Ventilsitz zum wahlweisen Verbinden der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer aufweist.

Ein derartiger Bremskraftverstärker ist aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt beispielsweise das Dokument DE 42 27 879 Al einen Bremskraftverstärker der eingangs bezeichneten Art. Bei diesem Bremskraftverstärker ist eine Druckfeder vorgesehen, die sich mit ihrem einen Ende an einem Halter des Ventilglieds und mit ihrem anderen Ende an einer Schulter an dem Krafteingangsglied abstützt. Diese Druckfeder wirkt als Rückstellfeder für das Krafteingangsglied und muss gewährleisten, dass bei einer Freigabe des Krafteingangsglieds der Bremskraftverstärker selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Dabei müssen Kräfte überwunden werden, die aus an dem Steuerventil anliegenden Druckdifferenzen resultieren, weshalb die Rückstellfeder mit einer bestimmten Mindestkraft wirken muss. Andererseits darf die Rückstellfeder nicht zu stark ausgelegt werden, weil sonst die Betätigungskräfte am Krafteingangsglied zu hoch sind und von einem Fahrer nicht akzeptiert werden würden.

Es hat sich jedoch in diesem Zusammenhang gezeigt, dass es bei einer derartigen Anordnung der Rückstellfeder zu ungünstigen Konstellationen aufgrund von Herstellungstoleranzen bei der Auslegung der Rückstellfeder sowie der Anordnung der Schulter an dem Krafteingangsglied kommen kann. So ist es möglich, dass es bei einer Kombination einer noch im zulässigen Toleranzband liegenden eher härteren Rückstellfeder und einer noch im Toleranzband nahe am kugelförmigen Ende liegen- den Schulter zu unerwünscht hohen Betätigungskräften kommen kann, die vom Fahrer oder vom Kraftfahrzeughersteller nicht mehr akzeptiert werden. Im umgekehrten Fall einer Kombination einer noch im zulässigen Toleranzband liegenden eher

weicheren Rückstellfeder und einer noch im Toleranzband weiter entfernt vom sphärischen Ende liegenden Schulter muss immer noch eine hinreichende Rückstellwirkung gewährleistet sein, weshalb in einer von dieser extremen Toleranzlage abweichenden Toleranzlage die Rückstellfeder immer eine größere Rückstell kraft entwickelt, als funktionsbedingt gerade notwendig. Zwar schlägt das Dokument DE 42 27 879 Al vor, zur Reduzierung der Betätigungskräfte einen pneumatischen Druckausgleich am Ventilglied zu schaffen. Jedoch wird durch diese Maßnahme dem oben geschilderten Problem ungünstiger Kombinationen von noch im Toleranzband beziehungsweise Toleranzbereich liegender Rückstellfeder und Schulter nicht begeg- net.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bremskraftverstärker für eine Kraftfahrzeugbremsanlage bereitzustellen, bei dem die Ansprechkraft kostengünstig und mit einfachen konstruktiven Mitteln einstellbar und damit bedarfsweise reduzierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Bremskraftverstärker der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei dem eine Anschlaghülse vorgesehen ist, an der sich die Rückstellfeder abstützt, wobei die Anschlaghülse zum Einstellen einer Vorspannung der Rückstellfe- der relativ zu dem Krafteingangsglied verlagerbar und in einer Einstellposition an diesem festlegbar ist.

Erfind u ngsgemäß ist demnach vorgesehen, dass durch die Anordnung einer Anschlaghülse die Vorspannung der Rückstellfeder durch Einstellen der Einstellposition der Anschlaghülse bei Bedarf eine Reduzierung der Ansprechkraft des Bremskraftverstärkers möglich wird. Unter Ansprechkraft ist in diesem Zusammenhang eine Kraft zu verstehen, die der Betätigung des Bremskraftverstärkers durch den Fahrer entgegenwirkt und die überwunden werden muss, um die Verstärkungsfunktion des Bremskraftverstärkers auszulösen. Ein wesentlicher Teil der Ansprechkraft wird durch die Rückstellfeder erzeugt, die je nach gewünschtem Verstärkerverhalten mehr oder weniger stark unter Vorspannung gesetzt wird. Sie sollte jedenfalls so stark vorgespannt sein, dass sie eine zuverlässige Rückführung des Bremskraftverstärkers in seine Ausgangsstellung gewährleistet. Andererseits sollte sie nicht zu stark sein, um die Betätigungskräfte in einem für den Fahrer und Kraftfahrzeughersteller akzeptab- len Bereich zu halten.

Durch ein axiales Verschieben der Anschlaghülse unter Reduzierung oder Erhöhung der Federkraft der Rückstellfeder kann die Ansprechkraft beziehungsweise Betätigungskraft des Bremskraftverstärkers in einem bestimmten Rahmen eingestellt werden. So kann die axiale Position der Anschlaghülse auf dem Krafteingangsglied des Bremskraftverstärkers in Abhängigkeit von einer tatsächlich festgestellten Federkraft der Rückstellfeder im Hinblick auf eine Sollkraft variiert werden, wobei die jeweilige Toleranzlage der verwendeten Rückstellfeder berücksichtigt werden kann. Durch die Erfindung kann demnach gegenüber dem Stand der Technik die Ansprechkraft des Bremskraftverstärkers mit relativ einfachen Mitteln eingestellt und bei Bedarf redu- ziert werden, ohne dass in die Konstruktion der Steuerventilanordnung selbst massiv eingegriffen werden müsste.

Um eine vordefinierte Ansprechkraft des Bremskraftverstärkers zu erreichen, ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Einstellposition der Anschlaghülse nach Maßgabe einer vorbestimmten Vorspannung der Feder festlegbar ist.

Hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung des Krafteingangsglieds des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Krafteingangsglied eine Nut aufweist, die durch die Anschlaghülse, insbesondere durch deren Schaft, in ihrer Längsausdehnung überdeckt wird. In diesem Zusammenhang kann erfindungsgemäß ferner vorgesehen sein, dass das Krafteingangsglied einen Anlagebund aufweist, der die Endposition der Anschlaghülse auf dem Krafteingangsglied definiert. Unter Endposition ist hier eine Stellung zu verstehen, in der die Anschlaghülse mit ihrem der Rückstellfeder entgegengesetzten Ende an dem Anlagebund anliegt und nicht mehr weiter in Richtung des rechten Endes des Krafteingangsglieds verlagerbar ist. Sie begrenzt somit die axiale Verstellungsmöglichkeit der Anschlaghülse in einer Richtung, in der sich die Rückstellfeder entspannt.

Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass das Material der Anschlaghülse derart verformbar ist, dass sie zumindest teilweise in die Nut des Krafteingangsglieds eingreift und dadurch in ihrer axialen Position fixiert werden kann.

Im Hinblick auf die Form der Anschlaghülse des erfindungsgemäßen Bremskraftver- stärkers sieht eine Weiterbildung vor, dass die Anschlaghülse an ihrem der Rückstellfeder zugewandten Ende einen Kragen mit einem gegenüber dem Schaft vergrößerten Durchmesser aufweist. Neben diesem Kragen weist die Anschlaghülse den

Schaft mit im wesentlichen gleichbleibendem Durchmesser auf, mit dem die Anschlaghülse nahezu spielfrei auf dem Krafteingangsglied verschiebbar gelagert ist. Der Schaft der Anschlaghülse überdeckt erfindungsgemäß die Nut des Krafteingangsglieds, um die Anschlaghülse durch Verformung in die Nut in ihrer axialen Position fixieren zu können.

Die Erfindung betrifft ferner eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Bremskraftverstärker der vorstehend beschriebenen Art.

Um den vorstehend beschriebenen Bremskraftverstärker justieren zu können, betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls eine Justiervorrichtung mit einem Gehäuse, das eine zylindrische Ausnehmung mit einem Boden und einem Aufnahmebereich aufweist, einer in dem Aufnahmebereich aufgenommenen Kraftübertragungseinrichtung und einer verschiebbaren Justierhülse, die dem Aufnahmebereich vorgelagert ist.

Um die Anschlaghülse in einer gewünschten Position mittels der Justiervorrichtung fixieren zu können, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Kraftübertragungseinrichtung in dem Aufnahmebereich eine Stößelanordnung zum Verformen der Anschlaghülse aufweist. In diesem Zusammenhang kann erfindungsgemäß ferner vorgesehen sein, dass die Stößelanordnung einen ersten und zweiten Stößel aufweist, wobei eine auf den ersten Stößel ausgeübte Deformationskraft über den zweiten Stößel auf die Anschlaghülse übertragbar ist und wobei der zweite Stößel eine zum Verformen der Anschlaghülse ausgebildete Stirnfläche aufweist, die in Folge der ausgeübten Deformationskraft zur Deformation der Anschlaghülse an dieser angreift.

Hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung der Justiervorrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass die Ausnehmung im Gehäuse der Justiervorrichtung korrespondierend mit der Form des Krafteingangsglied des Bremskraftverstärkers ausgebildet ist.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Justieren eines Bremskraftverstärkers mit einer vorstehend beschriebenen Justiervorrichtung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Aufsetzen der Justiervorrichtung auf das Krafteingangsglied des Bremskraft- Verstärkers,

Ermitteln der aktuell anliegenden Federkraft der Rückstellfeder mittels der

Justierhülse,

Vergleichen der ermittelten Federkraft und einer vorbestimmten Ansprechkraft des Bremskraftverstärkers,

Verschieben der Anschlaghülse mittels der Justierhülse gegen die Federkraft der Rückstellfeder zum Minimieren eines Differenzbetrages zwischen der tat- sächlichen Federkraft und der vorbestimmten Ansprechkraft, und

Fixieren der Anschlaghülse mittels der Justiervorrichtung bei Erreichen im Wesentlichen der vorbestimmten Ansprechkraft des Bremskraftverstärkers, wobei durch die Justiervorrichtung die Anschlaghülse zur Festlegung an dem Krafteingangsglied verformt wird.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es stellen dar:

Figur 1 eine achsenthaltende schematische Teilschnittansicht durch den erfin- dungsgemäßen Bremskraftverstärker und

Figur 2 eine Figur 1 entsprechende Ansicht des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers mit aufgesetzter Justiervorrichtung.

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Bremskraftverstärker allgemein mit 10 bezeichnet. Dieser Bremskraftverstärker 10 umfasst ein mit einem nicht gezeigten Bremspedal koppelbares Krafteingangsglied 12, das sich entlang einer Längsachse A erstreckt. Ferner umfasst der Bremskraftverstärker 10 ein Kraftausgangsglied 14, das mit einem nicht gezeigten Bremszylinder koppelbar ist und ebenfalls entlang der Längsachse A verläuft.

Zwischen dem Krafteingangsglied 12 und dem Kraftausgangsglied 14 ist eine Steuerventilanordnung 16 angeordnet. Die Steuerventilanordnung 16 umfasst ein Steuerventilgehäuse 18, das fest mit einer beweglichen Wand 20 verbunden ist. Die bewegliche Wand 20 ist innerhalb eines Verstärkergehäuses 22 aufgenommen und Teil einer Kammeranordnung mit einer Arbeitskammer 24 und einer Unterdruckkammer 26, die durch eine bewegliche Wand 20 getrennt werden. Die Unterdruckkammer 26 ist mit einer nicht gezeigten Unterdruckquelle eines Kraftfahrzeugs verbindbar. Die Arbeitskammer 24 ist wahlweise mit der Unterdruckkammer 26 oder mit der Umgebungsatmosphäre verbindbar.

In dem Steuerventilgehäuse 18 ist ein Dichtelement 28 vorgesehen. Das Dichtelement 28 verfügt über eine ringförmige Dichtfläche 30, die über eine Feder 32 in Figur 1 nach links vorgespannt ist. Die Feder 32 ist zwischen dem Dichtelement 28 und einem Halteelement 34 angeordnet.

Mit der Dichtfläche 30 wirkt ein äußerer Ventilsitz 36 zusammen, der an dem Steuerventilgehäuse 18 ausgebildet ist. Wird die Dichtfläche 30 von dem äußeren Ventilsitz 36 abgehoben, so ist die Unterdruckkammer 26 mit der Arbeitskammer 24 verbunden. In der Ausgangsstellung gemäß Figur 1 wird durch die Dichtfläche 30 die Unter- druckkammer 26 von der Arbeitskammer 24 abgetrennt.

Ferner wirkt mit der Dichtfläche 30 ein innerer Ventilsitz 38 zusammen, der an einem Betätigungskolben 40 in Form einer Schrägfläche ausgebildet ist. Wird der innere Ventilsitz 38 von der Dichtfläche 30 abgehoben, so ist die Arbeitskammer 24 mit der Atmosphäre verbunden.

In dem Steuerventilgehäuse 18 ist ferner eine Rückstellfeder 42 angeordnet. Die Rückstellfeder 42 wird durch eine Anschlaghülse 44 mit einem Schaft 45 und einem außendurchmessergrößeren Kragen 43 gegen das Halteelement 34 vorgespannt. Die Anschlaghülse 44 ist derart in eine Nut 46 des Krafteingangsglieds 12 hinein verformt, dass sie an diesem festgelegt ist und dabei die Rückstellfeder 42 vorspannt. An dem Krafteingangsglied 12 ist ferner ein Anlagebund 48 ausgebildet. Dieser Anlagebund 48 definiert eine mögliche Endposition der Anschlaghülse 44 gegenüber der Rückstellfeder 42. Die Anschlaghülse 44 wird in ihrer Längserstreckung so gewählt, dass sie selbst in ihrer Endposition, in der sie sich an den Anlagebund 48 anlegt, die Nut 46 überdeckt. Mit dieser Konstruktionsweise wird sichergestellt, dass die Anschlaghülse 44 auch in ihrer Endposition durch Verformung in die Nut 46 hinein an dem Krafteingangsglied 12 fixiert werden kann. Je nach axialer Position der Anschlaghülse 44 wird eine bestimmte Vorspannung der Rückstellfeder 42 erreicht. Mit anderen Worten kann in Abhängigkeit von der axialen Position der Anschlaghülse 44 auf dem Krafteingangsglied 12 die Federkraft der Rückstellfeder 42 variiert und nach Bedarf eingestellt werden.

Der Bremskraftverstärker 10 gemäß Figur 1 funktioniert in an sich bekannter Weise. Die Ansprechkraft ist bei diesem Bremskraftverstärker auf einen vorbestimmten Soll ^¬ wert einstellbar, der sich in der Position der Anschlaghülse 44 widerspiegelt, wobei diese Position je nach tatsächlicher Federkraft der Rückstellfeder 42 variieren kann.

Bei einer Betätigung des nicht gezeigten Bremspedals wird das Krafteingangsglied 12 in axialer Richtung nach links bewegt. Mit diesem bewegt sich der übertragungskolben 40 ebenso nach links, wobei über ein elastisches Reaktionselement 50 eine Bremsbetätigungskraft auf das Kraftausgangsglied 14 ausgeübt wird. Durch die Be- wegung des übertragungskolbens 40 nach links wird der innere Ventilsitz 38 geöffnet und somit eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 24 und der Außenatmosphäre ermöglicht. Durch diese Verbindung entsteht an der beweglichen Wand 20 eine Druckdifferenz. Diese bewirkt, dass das Steuerventilgehäuse 18 nach links bewegt wird. Dadurch kann zusätzlich zu der Betätigungskraft eine Servokraft auf das Kraft- ausgangsglied 14 ausgeübt werden.

Bei Freigabe des Bremspedals bewegt sich die gesamte Anordnung aufgrund der Rückstellkräfte vom Hauptbremszylinder, der Bremsanlage und der Rückstellfeder 42 nach rechts in die in Figur 1 gezeigte Ausgangsstellung. Der innere Ventilsitz 38, der die Arbeitskammer 24 von der Außenatmosphäre trennt, bleibt geschlossen, jedoch öffnet sich der äußere Ventilsitz 36 zwischen der Arbeitskammer 24 und der Unterdruckkammer 26. Dadurch kommt es zu einem Druckausgleich, wodurch der Differenzdruck an der beweglichen Wand 20 reduziert wird und sich der Bremskraftverstärker in seine Ausgangsstellung zurückbewegen kann.

Figur 2 zeigt den erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker 10 mit aufgesteckter Justiervorrichtung 100. Ein Gehäuse 102 der Justiervorrichtung 100 weist eine zylindrische Ausnehmung 104 mit einem Boden 106 und einem Aufnahmebereich 108 auf. In dem Aufnahmebereich 108 ist eine Stößelanordnung 109 mit einem ersten Stößel 110 und einem zweiten Stößel 112 aufgenommen. Ferner verfügt die Justiervorrichtung 100 über eine axial verschiebbare Justierhülse 114. Die zylindrische Ausnehmung 104 der Justiervorrichtung 100 ist derart ausgebildet, dass sie mit der Form des Krafteingangsglieds 12 des Bremskraftverstärkers 10 korrespondiert.

Im Folgenden soll die Funktionsweise der Justiervorrichtung 100 erläutert werden. Die Justiervorrichtung 100 wird mit ihrer Ausnehmung 104 auf das Krafteingangsglied aufgesteckt, bis das Krafteingangsglied mit seinem rechten Ende an dem Boden 106 der Justiervorrichtung anschlägt. Anschließend wird mittels der Justierhülse 114 die tatsächliche Federkraft der Rückstellfeder 42 in diesem Zustand ermittelt. Dar- auftiin wird die so ermittelte Federkraft der Rückstellfeder 42 mit einem angestrebten Sollwert für diesen Zustand verglichen. Im Anschluss daran wird die Justierhülse 114 gegen die Federkraft der Rückstellfeder 42 verschoben, um den Differenzbetrag

zwischen der tatsächlichen Federkraft von dem vorbestimmten Sollwert der Ansprechkraft des Bremskraftverstärkers 10 zu minimieren. Bei Erreichen des angestrebten Sollwerts wird die Justierhülse 114 festgestellt. Auf den ersten Stößel 110 wird dann, beispielsweise durch einen moderaten Hammerschlag oder dergleichen, eine Deformationskraft aufgebracht, die durch den zweiten Stößel 112 auf die Anschlaghülse 44 übertragen wird. Die Stirnfläche des zweiten Stößels ist derart ausgebildet, dass sie die Anschlaghülse 44 teilweise in die Nut des Krafteingangsglieds 12 hinein verformen kann. Durch diese Verformung wird die Anschlaghülse 44 in der gewünschten Position fixiert. Gleichzeitig bleibt die Rückstellfeder 42 mit dem vorbe- stimmten Sollwert vorgespannt.

Mit der Erfindung lässt sich verhältnismäßig kostengünstig und mit einfachen konstruktiven Mitteln die Ansprechkraft des Bremskraftverstärkers gewünscht einstellen, ohne dass ein massiver konstruktiver Eingriff in die Struktur des Bremskraftverstär- kers notwendig wird. Dabei können Toleranzen der Rückstellfeder ausgeglichen werden, so dass die Betätigungskraft auch bei großen Serien auf einem Sollniveau gehalten werden kann.