DE102008032242A1 - Vorrichtung zum Erzeugen und Bereitstellen eines Unterdrucks, sowie Belüftungsventil - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen und Bereitstellen eines Unterdrucks für einen Unterdruckverbraucher, mit einer Unterdruckquelle, einem Saugventil, einem zwischen dem Unterdruckverbraucher und dem Saugventil angeordneten Rückschlagventil und einem Belüftungsventil, dessen Steuereingang mit dem Sauganschluss der Unterdruckquelle verbunden ist, dessen Ausgang zwischen das Steuerventil und das Rückschlagventil einmündet und dessen Eingang zur Umgebung hin offen ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen und Bereitstellen eines Unterdrucks für einen Unterdruckverbraucher. Die Erfindung betrifft außerdem ein Belüftungsventil.
- Derartige Vorrichtungen zum Erzeugen und Bereitstellen eines Unterdrucks werden zum Beispiel in Fahrzeugen zum Betrieb eines Bremskraftverstärkers verwendet. Als problematisch hat sich herausgestellt, dass bei Stillstand des Fahrzeugs und ausgeschaltetem Motor der Unterdruck im Bremskraftverstärker aufgrund von Leckagen insbesondere im Unterdruckerzeuger und bis zum Saugventil allmählich abnimmt und sich dem Umgebungsdruck annähert. Dies führt dazu, dass das Bremspedal beim Startversuch des Fahrzeugs nicht bewegt werden kann und damit bei Fahrzeugen für Automatikgetriebe der zum Starten erforderliche Auslösepunkt nicht erreicht wird und daher das Fahrzeug nicht gestartet werden kann. Verantwortlich hierfür ist das Rückschlagventil vor dem Bremskraftverstärker, das keine Rückschlagfeder wie das Saugventil besitzt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und/oder ein Belüftungsventil bereitzustellen, welches die Gefahr reduziert, dass der Bremskraftverstärker allmählich belüftet wird.
- Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung zum Erzeugen und Bereitstellen eines Unterdrucks für einen Unterdruckverbraucher, mit einer Unterdruckquelle, einem Saugventil, einem zwischen dem Unterdruckverbraucher und dem Saugventil angeordneten Rückschlagventil, und einem Belüftungsventil, dessen Steuereingang mit dem Sauganschluss der Unterdruckquelle verbunden ist, dessen Ausgang zwischen das Steuerventil und das Rückschlagventil einmündet und dessen Eingang zur Umgebung hin offen ist.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den wesentlichen Vorteil, dass mittels des Belüftungsventils der Leitungsabschnitt zwischen dem Saugventil und dem Rückschlagventil, welches unmittelbar vor dem Unterdruckverbraucher, das heißt dem Bremskraftverstärker liegt, belüftet wird, so dass das Rückschlagventil, sollte dieses eine indifferente Lage besitzen, seine Schließlage einnimmt. Das Rückschlagventil besitzt keine Rückschlag- oder Schließfeder, da eine Schließfeder, welche das Rückschlagventil stets in der definierten Schließstellung hält, die Evakuierleistung der Unterdruckquelle, das heißt der Vakuumpumpe, deutlich einschränken würde. Daher ist das Rückschlagventil, anders als das Saugventil, ohne Schließfeder, das heißt ohne Rückschlagfeder, ausgestattet. Eine indifferente Stellung kann das Rückschlagventil immer dann einnehmen, wenn vor und hinter dem Rückschlagventil der gleiche Druck herrscht.
- Wird aber der Bereich zwischen Saugventil und Rückschlagventil belüftet, dann nimmt das Rückschlagventil auf jeden Fall seine Schließstellung ein, da es aufgrund der Druckdifferenz vor und hinter dem Schließorgan in die Schließstellung gepresst wird und hält somit den Unterdruck im Bremskraftverstärker aufrecht. Daher kann ein Fahrzeug auch nach langem Stillstand beziehungsweise bei Leckagen in der Zuleitung problemlos gestartet werden, insbesondere erreicht bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe das Bremspedal stets den zum Starten erforderliche Auslösepunkt.
- Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Belüftungsventil ein Gehäuse mit drei Druckkammern aufweist, wobei der Steuereingang in die erste Druckkammer mündet. Die zweite Druckkammer ist erfindungsgemäß über einen Eingang oder eine Öffnung mit der Umgebung verbunden, wobei der Ausgang des Belüftungsventils aus der dritten Druckkammer ausmündet. Dabei weist erfindungsgemäß die erste Druckkammer eine Wand auf, die abschnittsweise von einer elastischen Membran gebildet wird. Diese elastische Membran reagiert auf den Druck in der ersten Druckkammer indem sie sich verformt und wirkt als Antrieb für einen Stößel. Abhängig vom Druck in der ersten Druckkammer nimmt der Stößel ausgehend von einem Schwellwert eine zum Druck korrespondierende Lage ein.
- Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Stößel ein die zweite von der dritten Druckkammer trennendes Ventilelement aufweist. Mit dem Stößel kann also die zweite mit der dritten Druckkammer verbunden werden, indem mittels des Stößels das Ventilelement bewegt wird. Das Öffnen oder Schließen dieses Ventils hängt also vom Druck in der ersten Druckkammer ab.
- Um eine eindeutige Ventilstellung zu erhalten und um einen definierten Öffnungsdruck (Schwellwert) zu erzeugen, ist das Ventilelement in Richtung des Ventilsitzes, insbesondere mit einer Feder, vorgespannt. Dabei kann diese Vorspannkraft bevorzugt auch einstellbar sein und die Vorspannkraft wirkt entgegen dem Druck in der ersten Druckkammer.
- Um die Herstellkosten des Belüftungsventils zu senken, ist das Gehäuse aus zwei, insbesondere identischen topfförmigen Gehäuseteilen aufgebaut, die mit ihren Öffnungen einander zugewandt und aneinander geflanscht sind. Das Gehäuse kann auf diese Weise relativ einfach bestückt und anschließend montiert werden.
- Die eingangs genannte Aufgabe wird auch mit einem Belüftungsventil gelöst, das die obigen Eigenschaften und Merkmale ausweist.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
- In der Zeichnung zeigen:
-
1 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit geschlossenem Belüftungsventil im Längsschnitt; und -
2 die Vorrichtung gemäß1 mit geöffnetem Belüftungsventil. - Die
1 zeigt eine insgesamt mit10 bezeichnete Vorrichtung, mit welcher ein Unterdruck für einen Unterdruckverbraucher12 , zum Beispiel einen Bremskraftverstärker14 für ein Fahrzeug erzeugt und bereitgestellt werden kann. Hierfür ist eine Unterdruckquelle16 , zum Beispiel eine Vakuumpumpe18 , vorgesehen, deren Sauganschluss20 mit einem Saugventil22 bestückt ist. Das Saugventil22 wird mittels einer Schließfeder24 oder Rückschlagfeder in einer definierten Schließstellung gehalten. Das Saugventil22 ist seinerseits über eine Leitung26 mit einem Rückschlagventil28 verbunden, wobei das Rückschlagventil28 ohne Schließfeder ausgeführt ist. Das Rückschlagventil28 ist schließlich mit dem Unterdruckverbraucher12 , d. h. dem Bremskraftverstärker14 verbunden. - Die
1 zeigt außerdem ein Belüftungsventil30 , welches ein aus zwei identischen Gehäuseteilen32 aufgebautes Gehäuse34 besitzt. Im Gehäuse34 werden eine erste Druckkammer36 , eine zweite Druckkammer38 und eine dritte Druckkammer40 gebildet. Die erste Druckkammer36 besitzt einen Steuereingang42 , der mit dem Sauganschluss20 oder der Unterdruckquelle16 selbst verbunden ist. Die zweite Druckkammer48 besitzt zwei als Öffnungen44 ausgebildete Eingänge, die diese mit der Umgebung46 verbinden, so dass Luft in Richtung des Pfeils48 einströmen kann. Die dritte Druckkammer40 besitzt einen Ausgang50 , der mit der Leitung26 verbunden ist. - Die beiden Gehäuseteile
32 besitzen am Übergang von der zweiten Druckkammer38 zur ersten Druckkammer36 sowie von der zweiten Druckkammer38 zur dritten Druckkammer40 eine Schulter52 , so dass zwischen den beiden Schulter52 ein inneres Gehäuse54 festgespannt werden kann. Dieses innere Gehäuse54 weist zwei endständige Teller56 auf, die jeweils mittels einer Dichtung58 , z. B. eines O-Ringes, dicht von den beiden Gehäuseteilen32 aufgenommen werden und die über eine Hülse60 miteinander verbunden sind. - Das innere Gehäuse
54 ist einstückig ausgeführt und besitzt eine zentrale Bohrung62 , in welcher ein Stößel64 in Richtung der Längsachse des Belüftungsventils30 verschieblich gelagert ist. Das obere Ende des Stößels64 liegt an einer Membran66 an, die eine Wand der ersten Druckkammer36 bildet und die mit ihrem Rand zwischen der Schulter52 und einem der Teller56 des inneren Gehäuses54 festgeklemmt ist. Das untere Ende des Stößels64 ist mit einem Ventilelement68 , insbesondere einer Dichtscheibe70 , bestückt, die parallel am unteren Teller56 des inneren Gehäuses54 anliegt und in dessen Richtung mittels einer Schraubenfeder72 vorgespannt ist. Mit dem Ventilelement68 werden Durchgangsöffnungen74 abgedichtet, die den unteren Teller56 durchdringen und die zweite Druckkammer38 mit der dritten Druckkammer40 verbinden. - In der
1 ist die Schließlage des Ventilelements68 dargestellt, bei der das Ventilelement68 am einen Ventilsitz76 bildenden Teller56 anliegt. In der2 ist das Ventilelement68 vom Ventilsitz76 abgehoben. - Im Folgenden wird die Funktion der Vorrichtung
10 beschrieben. Mit der Unterdruckquelle18 wird ein Unterdruck erzeugt, der über die Verbindungsleitungen nicht nur am Unterdruckverbraucher12 , sondern auch an der ersten Druckkammer36 und der dritten Druckkammer40 anliegt. Wird die Unterdruckquelle16 abgeschaltet, zum Beispiel beim Stillstand des Motors eines Fahrzeugs, dann schließt das Saugventil22 aufgrund der Schließfeder24 , wohingegen das Rückschlagventil28 eine indifferente Stellung einnehmen kann, da das Schließorgan nicht von einer Schließfeder in die Schließstellung gedrängt wird und die vor und hinter dem Rückschlagventil28 herrschende Druckdifferenz zu klein ist, um einen Luftstrom zu erzeugen, der das Ventilglied des Rückschlagsventils28 in die Schließstellung drängt. - Aufgrund von Undichtigkeiten in der Unterdruckquelle oder aber auch in der Leitung bis zum Rückschlagventil
28 nimmt der dort herrschende ursprüngliche Unterdruck von cirka 80 mbar (absolut) allmählich bis in Richtung des Umgebungsdrucks (1024 mbar) ab. Da der Sauganschluss20 mit dem Steuereingang42 des Belüftungsventils30 verbunden ist, nimmt auch der Unterdruck in der ersten Druckkammer36 entsprechend ab. Diese Zunahme des absoluten Drucks wirkt auf die Membran66 , wodurch eine Kraft FM auf den Stößel64 in Richtung des Ventilelements68 ausgeübt wird. Entgegen dieser Kraft FM wirkt jedoch die Schließkraft FF der Feder72 abzüglich der Kraft FD des Umgebungsdrucks, der durch die Durchgangsöffnungen74 auf das Ventilelement68 wirkt. Übersteigt die Summe der Kräfte FM und FD die Schließkraft FF, dann hebt das Ventilelement68 vom Ventilsitz76 ab, was, wie bereits erwähnt, in der2 dargestellt ist. Die Durchgangsöffnungen74 sind nunmehr offen und die dritte Druckkammer40 wird (kurzzeitig) mit der zweiten Druckkammer38 und somit über die Öffnungen44 mit der Umgebung46 verbunden, so dass Luft in Richtung der Pfeile48 in die dritte Druckkammer40 einströmen kann. Über den Ausgang50 wird die Leitung26 belüftet, wodurch das Rückschlagventil28 aufgrund der vor und hinter Rückschlagventil28 herrschenden Druckdifferenz hervorgerufenen kurzzeitigen Luftströmung in seine definierte Schließlage gedrängt wird, so dass der im Unterdruckverbraucher12 herrschende Unterdruck gehalten werden kann. Das Rückschlagventil28 nimmt auf jeden Fall seine Schließlage ein, da der Druckunterschied vor und hinter dem Rückschlagventil28 groß genug ist, um dessen Schließorgan mit Sicherheit gegen dessen Ventilsitz zu drängen. Die in die Leitung26 einströmende Luft ist ölfrei und kann auch durch einen Filter geleitet werden, so dass die auch staubfrei ist. - Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
10 und insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Belüftungsventil30 wird also sichergestellt, dass der Unterdruckverbraucher12 , insbesondere der Bremskraftverstärker14 , stets, das heißt auch bei Stillstand der Unterdruckquelle16 , mit einem Unterdruck beaufschlagt ist.
Claims (14)
- Vorrichtung (
10 ) zum Erzeugen und Bereitstellen eines Unterdrucks für einen Unterdruckverbraucher (12 ), mit einer Unterdruckquelle (16 ), einem Saugventil (22 ), einem zwischen dem Unterdruckverbraucher (12 ) und dem Saugventil (22 ) angeordneten Rückschlagventil (28 ), und einem Belüftungsventil (30 ), dessen Steuereingang (42 ) mit dem Sauganschluss (20 ) der Unterdruckquelle (16 ) verbunden ist, dessen Ausgang zwischen dem Saugventil (22 ) und dem Rückschlagventil (28 ) einmündet und dessen Eingang (44 ) zur Umgebung (46 ) hin offen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Belüftungsventil (
30 ) ein Gehäuse (34 ) mit drei Druckkammern (36 ,38 ,40 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereingang (
42 ) in die erste Druckkammer (36 ) mündet. - Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckkammer (
38 ) mit der Umgebung (46 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (
50 ) in die dritte Druckkammer (40 ) mündet. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Druckkammer (
36 ) eine Wand aufweist, die abschnittsweise von einer elastischen Membran (66 ) gebildet wird. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (
66 ) als Antrieb für einen Stößel (64 ) wirkt. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (
64 ) ein die zweite Druckkammer (38 ) von der dritten Druckkammer (40 ) trennendes Ventilelement (68 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten Druckkammer (
38 ) und dritten Druckkammer (40 ) ein Ventilsitz (76 ) für das Ventilelement (68 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (
68 ) in Richtung des Ventilsitzes (76 ), insbesondere mittels einer Feder (72 ), vorgespannt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannkraft entgegen dem Druck in der ersten Druckkammer (
36 ) wirkt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
34 ) aus zwei, insbesondere identischen topfförmigen Gehäuseteilen (32 ) aufgebaut ist. - Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (
32 ) mit ihren Öffnungen aneinander geflanscht sind. - Belüftungsventil nach einem der Ansprüche 2 bis 13.
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Owner name: JOMA-POLYTEC KUNSTSTOFFTECHNIK GMBH, 72411 BOD, DE |
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Owner name: JOMA-POLYTEC GMBH, 72411 BODELSHAUSEN, DE |
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