DE10257900B3

DE10257900B3 - Bremskraftverstärker mit optimierter mechanischer Notbremshilfe

Info

Publication number: DE10257900B3
Application number: DE2002157900
Authority: DE
Inventors: Peter Schlüter; Ludwig Friedsam
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2022-12-12

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Steuerventil zum Steuern der vom Bremskraftverstärker erzeugten Verstärkungskraft, das ein Steuerventilgehäuse, ein Eingangsglied (24), ein Ausgangsglied (34) und ein zwischen dem Eingangsglied (24) und dem Ausgangsglied (34) angeordnetes, auf das Ausgangsglied (34) wirkendes Druckstück (38) aufweist, das in Abhängigkeit einer von dem Eingangsglied (24) hervorgerufenen axialen Relativbewegung zwischen dem Druckstück (38) und dem Steuerventilgehäuse (18) mit einer Einrichtung reversibel koppelbar ist, die einer axialen Rückverschiebung des Druckstücks (38) bezüglich des Steuerventilgehäuses (18) entgegenwirkt und vom Ausgangsglied (34) auf das Druckstück (38) übertragene Kräfte in das Steuerventilgehäuse (18) einleitet, wobei die Einrichtung (74; 74') im mit dem Druckstück (38) gekoppelten Zustand durch ein der Einrichtung (74; 74') zugehöriges Federelement eine vorbestimmte Federkraft in axialer Richtung auf das Druckstück (38) ausübt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Bremskraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie z.B. aus der WO 99/26826 A2 bekannt sind. Solche Bremskraftverstärker sind in der Regel als Unterdruckbremskraftverstärker ausgeführt und dienen dazu, dem Fahrer eines Fahrzeuges beim Bremsen eine Hilfskraft zur Verfügung zu stellen, um die vom Fahrer aufzubringende Bremsbetätigungskraft auf einem komfortablen Niveau zu halten. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Unterdruckbremskraftverstärker beschränkt.

Unabhängig von der Art der Hilfskrafterzeugung, z.B. mittels Unterdruck oder auf hydraulische Art und Weise, weist ein Bremskraftverstärker üblicherweise ein Steuerventil auf zum Steuern der von ihm erzeugten Verstärkungskraft, also des Maßes der Hilfskraft, das in einem Steuerventilgehäuse untergebracht ist. In das Steuerventilgehäuse erstreckt sich zumindest teilweise ein Eingangsglied, mit Hilfe dessen ein Bremswunsch des Fahrers dem Bremskraftverstärker mitgeteilt wird. Die über das Eingangsglied in den Bremskraftverstärker eingeleitete Eingangskraft und die vom Bremskraftverstärker daraufhin erzeugte Hilfskraft werden an einem Ausgangsglied zusammengeführt und von diesem an einen dem Bremskraftverstärker nachgeschalteten Hauptzylinder einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage abgegeben. Ist der Bremskraftverstärker ein Unterdruckbremskraftverstärker, besteht das Ausgangsglied in der Regel aus einem gummielastischen Material in Scheibenform, das in einem Endstück des Steuerventilgehäuses eingekammert ist und sich flüssigkeitsähnlich verhält. Zwischen dem Ausgangsglied und dem Eingangsglied befindet sich ein relativ zum Steuerventilgehäuse axial bewegbares Druckstück. Die in einen Bremskraftverstärker eingeleitete Betätigungskraft fließt also über das Eingangsglied und von dort, gegebenenfalls über zwischengeschaltete Bauteile wie Ventilkolben oder ähnliches, zum Druckstück und weiter zum Ausgangsglied.

Schon seit längerem ist bekannt, dass die meisten Fahrer eines Kraftfahrzeuges in einer Notbremssituation die Bremse nicht stark genug betätigen. Dieses Verhalten ist insbesondere dann von Nachteil, wenn die Fahrzeugbremsanlage mit einem Antiblockiersystem ausgerüstet ist, denn die maximale Bremswirkung einer mit Antiblockiersystem ausgerüsteten Bremsanlage kann nur erreicht werden, wenn jedes Fahrzeugrad beim Bremsen in einen schlupfgeregelten Zustand gerät, d.h. wenn jedes Fahrzeugrad so stark abgebremst wird, dass die Schlupfregelung des Antiblockiersystems aktiv wird. Dieser Zustand wird nur erreicht, wenn jedem Fahrzeugrad ein ausreichend hoher hydraulischer Betätigungsdruck zugeführt wird, was in der Praxis aufgrund der nicht stark genug betätigten Bremse häufig nicht der Fall ist.

Als Lösung dieses Problems wurde eine in der Fachliteratur zumeist als "Bremsassistent" bezeichnete Einrichtung vorgeschlagen. Kurz gesagt sorgt dieser Bremsassistent dafür, dass in einer Notbremssituation, also dann, wenn das Eingangsglied sehr schnell relativ weit in Betätigungsrichtung bewegt wird, der Bremskraftverstärker seine maximale Hilfskraft zur Verfügung stellt. Frühe Bremsassistent-Lösungen verwendeten einen Elektromagnet, der nach Erkennen einer Notbremssituation das Luftsteuerventil eines Unterdruckbremskraftverstärkers unabhängig von der tatsächlichen Eingangskraft in Offenstellung hielt, so dass sich im Unterdruckbremskraftverstärker die maximale Druckdifferenz zwischen einer Unterdruckkammer und einer Arbeitskammer und damit die maximal mögliche Hilfskraft aufbauen konnte. Um ohne einen kostenaufwendigen Elektromagneten dieselbe Wirkung zu erreichen, schlagen spätere Lösungen vor, dass sich das bereits genannte Druckstück in einer Notbremssituation starr am Steuerventilgehäuse abstützt, so dass die vom Hauptzylinder in den Bremskraftverstärker zurück übertragenen hydraulischen Reaktionskräfte nicht auf das Eingangsglied des Bremskraftverstärkers und damit auf das Bremspedal zurückwirken, sondern vom Bremskraftverstärker aufgenommen werden. Auf diese Weise kann mit einer relativ geringen Eingangs- bzw. Betätigungskraft eine hohe Ausgangskraft erzielt werden, was in einer Notbremssituation erwünscht ist. Lösungen der zuletzt genannten Art sind aus der bereits erwähnten WO 99/26826 und der EP 0 901 950 B1 bekannt.

Bei den bekannten, eine Bremsassistentfunktion zur Verfügung stellenden Lösungen besteht allerdings das Problem, dass nach der Aktivierung der Bremsassistentfunktion die Dosierbarkeit der Bremsanlage nicht mehr in gewohntem Maße möglich ist, weil der Zusammenhang zwischen einer vom Fahrer eingeleiteten Bremsbetätigungskraft und der vom Bremskraftverstärker bereitgestellten Ausgangskraft nicht mehr besteht. Es kann deshalb bei herkömmlichen Lösungen zu einer übertriebenen Bremsreaktion kommen, die nachfolgende Fahrzeuge gefährden kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftverstärker bereitzustellen, der eine Bremsassistentfunktion umfasst und einem Benutzer auch im Bremsassistent-Modus eine gute Dosierbarkeit der Bremswirkung bietet.

Diese Aufgabe ist ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik, bei dem das Druckstück in Abhängigkeit einer von dem Eingangsglied hervorgerufenen axialen Relativbewegung zwischen dem Druckstück und dem Steuerventilgehäuse reversibel mit einer Einrichtung koppelbar ist, die einer axialen Rückverschiebung des Druckstücks bezüglich des Steuerventilgehäuses entgegenwirkt und vom Ausgangsglied auf das Druckstück übertragene Kräfte in das Steuerventilgehäuse einleitet, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Einrichtung im mit dem Druckstück gekoppelten Zustand durch ein der Einrichtung zugehöriges Federelement eine vorbestimmte Federkraft in axialer Richtung auf das Druckstück ausübt.

Beim erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker stützt sich das Druckstück im Bremsassistent-Modus also nicht wie bisher üblich starr am Steuerventilgehäuse ab, sondern über das genannte Federelement. Die von dem Federelement bereitgestellte, vorbestimmte Federkraft, die es auf das Druckstück ausübt, hält einen der Federkraft entsprechenden Anteil der hydraulischen Rückwirkkraft des Bremssystems von dem Eingangsglied des Bremskraftverstärkers fern. Dieser Anteil der hydraulischen Rückwirkkraft wird stattdessen über das Federelement in das Steuerventilgehäuse eingeleitet und ist somit am Eingangsglied für einen Benutzer des Bremskraftverstärkers nicht spürbar, so dass der Benutzer mit einer gegebenen Betätigungskraft eine höhere Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers bewirkt. Anders ausgedrückt erhöht sich durch die vom Federelement auf das Druckstück ausgeübte vorbestimmte Federkraft die vom Bremskraftverstärker bereitgestellte Unterstützungskraft sprungartig, jedoch nicht bis zum Maximalwert der vom Bremskraftverstärker lieferbaren Unterstützungskraft. Nach der sprungartigen Verstärkungskrafterhöhung, zu der es bei einem Aktivieren der Bremsassistentfunktion kommt, folgt der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker, abgesehen von dem durch die sprungartige Verstärkungskrafterhöhung bewirkten Versatz seiner Kennlinie, wieder dem gewohnten Zusammenhang zwischen Eingangskraft und Ausgangskraft, d.h. ein Fahrer kann auch nach Aktivierung der Bremsassistentfunktion die Bremskraft noch gut variieren und dosieren. Die Gefahr einer Überreaktion ist dadurch deutlich vermindert.

Die von dem Federelement auf das Druckstück ausgeübte Federkraft ist in Abhängigkeit der gewünschten Bremskraftverstärkercharakteristik wählbar. Sie wird im Allgemeinen so gewählt werden, dass die durch sie bewirkte sprungartige Verstärkungskrafterhöhung es dem Fahrer bei einer Notbremsung erleichtert, alle gebremsten Räder eines Fahrzeuges in einen schlupfgeregelten Zustand zu bringen, ohne dass durch die sprungartige Verstärkungskrafterhöhung die Dosierbarkeit der Bremsanlage zu stark leidet.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist das Federelement eine Schraubenfeder, deren eines Ende sich am Steuerventilgehäuse abstützt und deren anderes Ende auf ein Kopplungsbauteil wirkt, welches relativ zum Steuerventilgehäuse axial verschiebbar ist. Das zur genannten Einrichtung gehörige Kopplungsbauteil dient dazu, die Bremsassistentfunktion zu aktivieren und zu deaktivieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat das Kopplungsbauteil eine im wesentlichen hohlzylindrische Form und umgibt einen mit dem Eingangsglied und dem Druckstück in Wirkverbindung stehenden Ventilkolben konzentrisch. An dem Ventilkolben, der in der Regel unmittelbar mit dem Eingangsglied in Verbindung steht, ist ein Ventilsitz ausgebildet, der sogenannte Atmosphärendichtsitz, dessen durch eine Verschiebung des Eingangsgliedes in Betätigungsrichtung bewirktes Öffnen dazu führt, dass Atmosphärendruck in die Arbeitskammer eines Unterdruckbremskraftverstärkers einströmt und sich demzufolge eine Verstärkungskraft aufbaut. Die Anordnung eines hohlzylindrischen Kopplungsbauteiles um einen solchen Ventilkolben ist nicht nur platzsparend, sondern auch funktionell vorteilhaft.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers verjüngt sich das Kopplungsbauteil in Richtung des Druckstücks konisch. Bei solchen Ausgestaltungen weist das Kopplungsbauteil im Bereich seiner konischen Verjüngung vorzugsweise mehrere radial einwärts vorgespannte Federzungen auf. Bei einer solchen Ausführungsform übernehmen die Federzungen sowohl die Funktion der federnden Vorspannung als auch die Kopplungsfunktion.

Bei Ausführungsformen mit einem Kopplungsbauteil, das radial einwärts vorgespannte Federzungen aufweist, wirken die freien Enden der Federzungen vorzugsweise mit einer auf dem Ventilkolben verschiebbar angeordneten Rasthülse gleitend zusammen. Das eine Ende der Rasthülse ist dabei so ausgebildet, dass es sich an dem Ventilkolben abstützen kann, während das andere Rasthülsenende so ausgebildet ist, dass es sich an dem Druckstück abstützen kann. Zur Koppelung mit der genannten, im Bremsassistent-Modus einer Rückverschiebung des Druckstücks entgegenwirkenden Einrichtung weist die Rasthülse vorzugsweise einen Rastbund auf, hinter den die freien Enden der Federzungen bei Überschreiten einer in Richtung auf das Ausgangsglied erfolgenden vorbestimmten Verschiebung des Druckstücks relativ zum Steuerventilgehäuse verrasten. Der Rastbund kann in einer einfachen Ausführungsform beispielsweise durch eine stufenförmige Verjüngung des Außendurchmessers der Rasthülse gebildet sein. In einer anderen Ausführungsform ist der Rastbund ein von der Außenumfangsfläche der Rasthülse radial nach außen hervorstehender Vorsprung, der vorzugsweise umlaufend als Ringbund ausgebildet ist. Die Rasthülse und das Druckstück, die hier als zwei separate Teile beschrieben worden sind, können auch einstückig miteinander verbunden sein. Auch muss die Rasthülse nicht auf dem Ventilkolben angeordnet sein, sondern kann sich in Betätigungsrichtung an den Ventilkolben anschließen, also zwischen dem Ventilkolben und dem Druckstück angeordnet und falls gewünscht einstückig mit Letzterem ausgeführt sein. Die "Rasthülse" braucht dann auch keine Hülse mehr zu sein, sondern kann wie das Druckstück aus Vollmaterial bestehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist, um den zuvor beschriebenen Verrastungszustand wieder lösen zu können, auf dem Ventilkolben eine Entkoppelungshülse verschiebbar angeordnet, deren eines, dem Eingangsglied zugewandtes Ende dazu ausgebildet ist, sich an einem mit dem Ventilkolben verbundenen Querriegel abstützen zu können, und deren anderes Ende dazu ausgebildet ist, bei einer in Richtung auf das Eingangsglied erfolgenden Verschiebung des Steuerventilgehäuses relativ zur Entkoppelungshülse in Berührung mit dem Kopplungsbauteil zu geraten und die freien Enden der Federzungen radial auswärts zu drücken, um Letztere aus ihrer Raststellung hinter dem Rastbund der Rasthülse zu lösen. Um diese Aufgabe erfüllen zu können, muss die Entkoppelungshülse starr genug ausgeführt sein, d.h. sie muss der radial einwärts gerichteten Federvorspannung des Kopplungsbauteils ohne weiteres widerstehen können. Das dem Kopplungsbauteil zugewandte Ende der Entkoppelungshülse ist vorzugsweise ringförmig, wenn das Kopplungsbauteil hohlzylindrisch ist.

Bei den vorgenannten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers besteht das Kopplungsbauteil vorzugsweise aus Federstahl. Damit ist gewährleistet, dass das Kopplungsbauteil zum einen die gewünschte radial federnde Vorspannung erzeugt und zum anderen dazu in der Lage ist, die Abstützkräfte auf das Steuerventilgehäuse zu übertragen, ohne selbst zerstört zu werden.

Damit sich das andere Ende der Schraubenfeder gut an dem Kopplungsbauteil gemäß den vorgenannten Ausführungsformen abstützen kann, ist das Kopplungsbauteil in einer bevorzugten Ausgestaltung an seinem dem Eingangsglied zugewandten Ende mit einem radial auswärts vorstehenden Flansch versehen.

Bei einer abgewandelten Ausgestaltung stützt sich das andere Ende der Schraubenfeder an einem vom einen Ende der Schraubenfeder entfernten, radial auswärts gerichteten Flansch einer im Querschnitt Z-förmigen Übertragungshülse ab, die axial verschiebbar im Steuerventilgehäuse geführt ist und einen dem einen Ende der Schraubenfeder näheren, radial einwärts gerichteten Flansch aufweist, der auf das Kopplungsbauteil wirkt. Mit einer solchen Ausgestaltung lässt sich die wirksame Länge der Schraubenfeder erhöhen, ohne die Baulänge des Steuerventils zu vergrößern. Vorzugsweise ist diese Übertragungshülse in einer torusförmigen Ausnehmung des Steuerventilgehäuses geführt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist das Kopplungsbauteil kreisringscheibenförmig und insbesondere in Radialrichtung elastisch. Das andere Ende der Schraubenfeder kann bei einer solchen Ausführungsform über einen Kontaktring mit L-förmigem Querschnitt auf das Kopplungsbauteil wirken, wobei der Kontaktring das kreisringscheibenförmige Kopplungsbauteil außen umfasst. Vorteilhaft ist die Höhe des Kontaktringes größer als die Dicke des kreisringscheibenförmigen Kopplungsbauteils ausgeführt. Auf das Kopplungsbauteil werden bei deaktivierter Bremsassistentfunktion dann keine axialen Kräfte übertragen.

Vorzugsweise drückt die Schraubenfeder den Kontaktring dann, wenn die der axialen Rückverschiebung des Druckstücks entgegenwirkende Einrichtung nicht ihren mit dem Druckstück gekoppelten Zustand einnimmt, gegen einen Anschlag des Steuerventilgehäuses, der beispielsweise durch eine stufenförmige Durchmesserverengung einer zentralen Bohrung des Steuerventilgehäuses gebildet sein kann.

Bei den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers mit kreisringscheibenförmigem Kopplungsbauteil dient vorzugsweise eine innere Ausnehmung des kreisringscheibenförmigen Kopplungsbauteils als Führung für einen radialen Kragen einer Kopplungshülse, die radial innen an ihrem Kragen konische Flächen zum Zusammenwirken mit einer komplementären konischen Gegenfläche eines Spreizkegels aufweist, der an dem Druckstück angeformt ist oder an letzterem anliegt. Der Spreizkegel kann also einstückig mit dem Druckstück ausgeführt sein, er kann jedoch auch ein separates Bauteil bilden, das zur mittelbaren oder unmittelbaren Anlage am Druckstück bestimmt ist. Das Zusammenwirken der konischen Gegenfläche des Spreizkegels mit den konischen Flächen der Kopplungshülse sorgt in Abhängigkeit der axialen Relativverschiebung des Druckstücks bezüglich des Steuerventilgehäuses für eine Verrastung des kreisringscheibenförmigen Kopplungsbauteils mit dem Kragen der Kopplungshülse und, bei einem Lösen der Bremse, für eine Entkoppelung der genannten Bauteile.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die konischen Flächen der Kopplungshülse an radial federnd elastischen Armen der Kopplungshülse ausgebildet.

Drei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:
1 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der in einen erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker eingeleiteten Eingangskraft und der von dem Bremskraftverstärker bereitgestellten Ausgangskraft für normalen Betrieb und für einen Betrieb mit aktivierter Bremsassistentfunktion darstellt,
2 einen Längsschnitt durch ein Steuerventil einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers in Bereitschaftsstellung,
3 die Ansicht aus 2, jedoch mit aktivierter Bremsassistentfunktion,
4 ein gegenüber der Ausführungsform der 2 und 3 etwas abgewandeltes zweites Ausführungsbeispiel in Bereitschaftsstellung,
5 eine Ansicht ähnlich der 2 bis 4 eines nochmals abgewandelten, dritten Ausführungsbeispiels in Bereitschaftsstellung,
6 das Ausführungsbeispiel aus 5 in einer Teillaststellung mit aktivierter Bremsassistentfunktion, und
7 das Ausführungsbeispiel der 5 und 6 in einer Rückhubstellung.
Zum besseren Verständnis zeigt zunächst 1 ein Diagramm, in dem die in einen hier als Unterdruckbremskraftverstärker 10 ausgeführten, erfindungsgemäßen Bremskraftverstärker eingeleitete Eingangskraft F_Ein aufgetragen ist über der von diesem Bremskraftverstärker bereitgestellten zugehörigen Ausgangskraft F_Aus. Die durchgezogene Linie in dem Diagramm gibt den Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannten Zusammenhang zwischen Eingangskraft und Ausgangskraft bei normalem Betrieb, d.h. bei deaktivierter Bremsassistentfunktion wieder. Um zu Beginn einer Bremsung ein schnelles Ansprechen der Bremsanlage zu erzielen, folgt die durchgezogene Linie in einem Anfangsabschnitt E einem degressiven Zusammenhang, d.h. die Ausgangskraft des Bremskraftverstärkers steigt mit zunehmender Eingangskraft zunächst relativ steil an und flacht dann ab. An den Abschnitt E schließt sich ein Abschnitt S₁ mit konstanter Steigung an, der sich bis zu einer waagerechten gestrichelten Linie erstreckt, die dem Aussteuerzustand des Bremskraftverstärkers entspricht, d.h. der maximalen vom Bremskraftverstärker bei der zugehörigen Eingangskraft zur Verfügung stellbaren Ausgangskraft. Jede weitere Erhöhung der Eingangskraft kann vom Bremskraftverstärker nicht mehr verstärkt werden, sondern wird nur noch zum Ausgang durchgeleitet, erkennbar an der nach Überschreiten der gestrichelten Linie geringeren Steigung der durchgezogenen Bremskraftverstärkerkennlinie.
Der punktierte Linienverlauf gibt den Zusammenhang zwischen Eingangskraft und Ausgangskraft bei aktivierter Bremsassistentfunktion wieder. Man erkennt, dass mit Aktivieren der Bremsassistentfunktion die vom Bremskraftverstärker bereitgestellte Verstärkungskraft sich bei gleichbleibender Eingangskraft sprungartig erhöht, wodurch die vom Bremskraftverstärker bereitgestellte Ausgangskraft entsprechend zunimmt. Der weitere Verlauf der mit S₂ bezeichneten, gepunkteten Bremskraftverstärkerkennlinie verläuft dann parallel zur Kennlinie S₁, jedoch um einen Betrag ΔF_Aus ersetzt. Damit ist sichergestellt, dass trotz aktivierter Bremsassistentfunktion, d.h. trotz erhöhter Bremskraftunterstützung in kritischen Situationen, die Bremsanlage gut dosierbar bleibt. Bei aktivierter Bremsassistentfunktion wird der Aussteuerpunkt des Bremskraftverstärkers bei einer um ΔF_Ein niedrigeren Eingangskraft erreicht, d.h. ein Fahrer kann bei aktivierter Bremsassistentfunktion bereits mit einer spürbar niedrigeren Betätigungskraft die maximale Verstärkungsleistung des Bremskraftverstärkers abrufen. Nach Überschreiten des Aussteuerpunktes setzt sich der punktierte Linienverlauf mit derselben Steigung fort (nicht dargestellt), die auch die durchgezogene Verstärkerkennlinie nach Überschreiten des Aussteuerpunktes aufweist.
2 zeigt im Längsschnitt den hier interessierenden Teil des allgemein mit 10 bezeichneten Unterdruckbremskraftverstärkers für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage. Der Bremskraftverstärker 10, dem ein hier nicht dargestellter Hauptbremszylinder nachgeschaltet ist, hat ein in 2 nur ansatzweise gezeigtes Gehäuse 12 aus Blechschalen, in dem eine bewegliche Wand 13 eine Arbeitskammer 14 und eine Unterdruckkammer 16 abdichtend voneinander trennt.
Die bewegliche Wand 13 ist mit einem Steuerventilgehäuse 18 fest verbunden, das in einem rohrförmigen Endabschnitt 20 des Bremskraftverstärkergehäuses 12 gleitend verschiebbar geführt ist. Das Steuerventilgehäuse 18 ist Teil eines Steuerventils 22 zum wahlweisen Verbinden entweder der Arbeitskammer 14 mit der Umgebungsatmosphäre oder der Unterdruckkammer 16 mit der Arbeitskammer 14.
Im Betrieb des Bremskraftverstärkers 10 steht die Unterdruckkammer 16 ständig in Verbindung mit einer Unterdruckquelle, beispielsweise dem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors, um in der Unterdruckkammer 16 fortwährend einen Unterdruck gegenüber der Umgebungsatmosphäre aufrechtzuerhalten. In einem Ausgangszustand des Bremskraftverstärkers 10 ist auch die Arbeitskammer 14 auf diesen Unterdruck evakuiert. Wird nun das Steuerventil 22 durch Aufbringen einer Eingangskraft F_Ein auf ein Eingangsglied 24 betätigt, verschiebt sich das Eingangsglied 24 und ein mit diesem kraftübertragend gekoppelter Ventilkolben 26 in das Bremskraftverstärkergehäuse 12 hinein, d.h. in der Figur nach links. Ein am Ventilkolben 26 ausgebildeter ringförmiger Atmosphärendichtsitz 28 hebt dadurch von einem ringförmigen Ventildichtglied 30 ab und ermöglicht so, dass Atmosphärendruck durch einen Filter 32 in das Steuerventilgehäuse 18 hinein und am jetzt offenen Atmosphärendichtsitz 28 vorbei in die Arbeitskammer 14 strömt. An der die Arbeitskammer 14 von der Unterdruckkammer 16 trennenden beweglichen Wand 13 baut sich somit eine Druckdifferenz auf, und die daraus resultierende Kraft trachtet danach, die bewegliche Wand 13 und das mit ihr fest verbundene Steuerventilgehäuse 18 nach links zu verschieben. Diese Kraft ist die vom Bremskraftverstärker 10 erzeugte Unterstützungs- oder Servokraft. Sie wird über ein gummielastisches Ausgangsglied 34, das in einem dem Hauptzylinder zugewandten Endabschnitt des Steuerventilgehäuses 18 eingekammert ist, an den nicht gezeigten Hauptzylinder abgegeben, beispielsweise mittels eines nur teilweise dargestellten Stößels 36.
Zwischen dem gummielastischen Ausgangsglied 34 und dem Ventilkolben 26 ist ein Druckstück 38 axial verschieblich angeordnet, über das die auf das Eingangsglied 24 aufgebrachte Eingangskraft F_Ein auf das Ausgangsglied 34 übertragen wird. In dem Ausgangsglied 34 werden also die von einem Benutzer aufgebrachte Eingangskraft F_Ein und die vom Bremskraftverstärker 10 erzeugte Unterstützungskraft zusammengeführt und anschließend als Ausgangskraft F_Aus an den Hauptzylinder abgegeben.
Löst der Benutzer die Bremse wieder, bewegt sich der Ventilkolben 26 zurück nach rechts, stößt gegen das Ventildichtglied 30 und drückt jenes etwas nach rechts, so dass das Ventildichtglied 30 von einem im Steuerventilgehäuse 18 ausgebildeten, ringförmigen Unterdruckdichtsitz 40 abhebt, wodurch eine Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 16 und der Arbeitskammer 14 hergestellt ist und die Arbeitskammer 14 wieder evakuiert wird, um den zu Beginn eines Bremsvorgangs erforderlichen Ausgangszustand wieder herzustellen. Diese allgemeine Funktion eines Unterdruckbremskraftverstärkers ist Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannt und braucht daher hier nicht weiter erläutert zu werden.
Zur Bereitstellung einer sogenannten Bremsassistentfunktion sind im Steuerventil 22 weitere Bauteile angeordnet, die im folgenden näher erläutert werden. Mit "Bremsassistentfunktion" ist hier gemeint, dass der Bremskraftverstärker 10 einem Benutzer in einer Notbremssituation eine höhere Bremskraftunterstützung zur Verfügung stellt, auch wenn der Benutzer die Eingangskraft F_Ein nicht oder jedenfalls nicht in dem Maße erhöht. Während einer normalen Bremsung verschiebt sich wie beschrieben der Ventilkolben 26 relativ zum Steuerventilgehäuse 18. Auf einem dem Ausgangsglied 34 zugewandten durchmesserkleineren Endabschnitt 42 des Ventilkolbens 26 ist eine Rasthülse 44 mit einem radial auswärts vorstehenden Ringflansch 45 schwimmend angeordnet, die entgegen der hier gezeigten Ausführungsform auch einstückig mit dem Druckstück 38 ausgebildet sein kann. Das dem Eingangsglied 24 zugewandte Ende der Rasthülse 44 stützt sich an einer durch die Durchmesserverkleinerung gebildeten Stufe 46 des Ventilkolbens 26 ab, so dass die Rasthülse 44 bei einer Betätigung des Bremskraftverstärkers 10 vom Ventilkolben 26 nach links mitgenommen wird. Das gegenüberliegende, andere Ende der Rasthülse 44 schließt im gezeigten Ausführungsbeispiel bündig mit dem zugehörigen Ende des Ventilkolbens 26 ab und steht wie dieses in Kontakt mit dem Druckstück 38. In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Länge der Rasthülse 44 geringfügig kürzer als die Länge des Endabschnitts 42 des Ventilkolbens 26. Die Rasthülse 44 soll aber nicht länger als der Endabschnitt 42 des Ventilkolbens 26 sein, da sonst die gesamte Betätigungskraft über die Rasthülse 44 auf das Druckstück 38 übertragen würde.
Auf der Außenumfangsfläche der Rasthülse 44 ist ein hier in Umfangsrichtung durchgehender Rastbund 48 ausgebildet, dessen Funktion später noch näher erläutert wird.
In einer Bohrung 50 des Steuerventilgehäuses 18 ist ein hier aus Federstahl bestehendes, allgemein hohlzylindrisches Kopplungsbauteil 52 angeordnet. An seinem dem Eingangsglied 24 zugewandten Ende weist das Kopplungsbauteil 52 einen radial auswärts vorstehenden Flansch 54 auf, der einen stufenförmigen Vorsprung 56 in der Bohrung 50 hintergreift. Eine Schraubenfeder 58, die in der Bohrung 50 des Steuerventilgehäuses 18 um einen Teil der Erstreckung des Ventilkolbens 26 herum angeordnet ist, stützt sich mit ihrem einen Ende an einem im Steuerventilgehäuse 18 festgelegten Stützring 60 ab. Im dargestellten Beispiel weist der Stützring 60 ein Außengewinde auf, mit der er in ein im entsprechenden Abschnitt der Bohrung 50 vorhandenes Innengewinde geschraubt ist. Der Stützring 60 weist zum Abstützen des einen Endes der Schraubenfeder 58 einen radial nach innen ragenden Ringbund 62 auf. Das andere Ende der Schraubenfeder 58 stützt sich an dem Flansch 54 des Kopplungsbauteils 52 ab und drückt letzteres gegen den Vorsprung 56 der Bohrung 50.
Zu seinem freien Ende hin verjüngt sich das Kopplungsbauteil 52 konisch. Der Bereich der konischen Verjüngung ist durch mehrere radial einwärts vorgespannte, durch nicht dargestellte Schlitze voneinander getrennte Federzungen 64 gebildet, deren freie Enden auf der Oberfläche des Rastbundes 48 ruhen.
Auf einem Abschnitt 66 des Ventilkolbens 26 ist eine Entkoppelungshülse 68 axial verschieblich angeordnet, die sich mit ihrem dem Eingangsglied 24 zugewandten Ende, das hier flanschartig ausgebildet ist, an einem Querriegel 70 abstützen kann, der mit dem Ventilkolben 26 verbunden und in einer Nut 71 des Ventilkolbens 26 axial verschieblich ist. Der Querriegel 70 dient dazu, eine Ausgangsstellung des Steuerventils 22 festzulegen, indem sein freies Ende sich in der Ausgangsstellung an einem Anschlag 72 des Bremskraftverstärkergehäuses 12 abstützt. Diese in 2 dargestellte Ausgangs- oder Bereitschaftsstellung wird auch als LTF-Stellung (Lost-Travel-Free Stellung) bezeichnet. Aus dieser Bereitschaftsstellung heraus ist der Bremskraftverstärker 10 ohne Totweg betätigbar.
Das Kopplungsbauteil 52, die Schraubenfeder 58, der Stützring 60 und die Entkoppelungshülse 68 bilden bei diesem Ausführungsbeispiel eine Einrichtung 74, die reversibel mit dem Druckstück 38 koppelbar ist, um im mit dem Druckstück 38 gekoppelten Zustand einer axialen Rückverschiebung des Druckstücks 38 bezüglich des Steuerventilgehäuses 18 entgegenzuwirken und eine vorbestimmte Federkraft in axialer Richtung auf das Druckstück 38 auszuüben. Mit „axialer Rückverschiebung" ist hier eine relativ zum Steuerventilgehäuse 18 erfolgende Verschiebung des Druckstücks 38 in Richtung auf das Eingangsglied 24, d.h. in 2 und 3 nach rechts gemeint.
Wie bereits erläutert, verschiebt sich bei einer normalen Bremsung der Ventilkolben 26 relativ zum Steuerventilgehäuse 18, wodurch der Atmosphärendichtsitz 28 geöffnet wird, und nimmt dabei die Rasthülse 44 mit. Sowohl die Rasthülse 44 als auch der Ventilkolben 26 drücken auf das Druckstück 38, welches sich ebenfalls relativ zum Steuerventilgehäuse 18 verschiebt und in das gummielastische Ausgangsglied 34 eindringt. Die Federzungen 64, die im in der 2 dargestellten Ausgangszustand auf dem ringförmigen freien Ende der Entkoppelungshülse 68 aufliegen, halten dabei die Entkoppelungshülse 68 und damit auch den in der Nut 71 schwimmend aufgenommenen Querriegel 70 zurück. Durch den Aufbau der entsprechenden Hilfskraft im Bremskraftverstärker 10 folgt das Steuerventilgehäuse 18 nach und der Querriegel 70 löst sich von dem Anschlag 72 am Bremskraftverstärkergehäuse 12. Erhöht ein Benutzer des Bremskraftverstärkers 10 die Eingangskraft F nicht weiter, stellt sich ein der jeweiligen Bremsintensität zugehöriger Gleichgewichtszustand ein, in dem der Atmosphärendichtsitz 28 wieder am Ventildichtglied 30 anliegt. Die Oberfläche des Rastbundes 48 bewegt sich bei einer solchen Normalbremsung lediglich unter den freien Enden der Federzungen 64 hin und her, da die Relativverschiebung der Rasthülse 44 bei einer Normalbremsung kleiner ist als die Erstreckung der Oberfläche des Rastbundes 48 in Axialrichtung.
Erst wenn die Relativverschiebung des Ventilkolbens 26 und damit der Rasthülse 44 zum Steuerventilgehäuse 18 größer ist und ein vorbestimmtes Maß überschreitet, wie z.B. bei einer Notbremsung der Fall, wird die Oberfläche des Rastbundes 48 aus dem Bereich unter den freien Enden der Federzungen 64 wegbewegt und die Federzungen 64 drücken durch ihre radial einwärts wirkende federnde Vorspannung die Entkoppelungshülse 68 etwas zurück in Richtung auf das Eingangsglied 24, d.h. in der Figur nach rechts, wodurch auch der Querriegel 70 in der Nut 71 im Ventilkolben 26 entsprechend verschoben wird. Die freien Enden der Federzungen 64 schnappen hinter den Rastbund 48 und koppeln damit die Rasthülse 44 mit der Einrichtung 74 (siehe 3). Diese Koppelung bewirkt, dass nun ein der Axialkraft der Schraubenfeder 58 entsprechender Teil der vom hydraulischen Bremssystem zurückwirkenden Reaktionskräfte nicht mehr auf den Ventilkolben 26 und damit über das Eingangsglied 24 zurück auf das Bremspedal wirkt, sondern über das Druckstück 38, die Rasthülse 44, das Koppelungsbauteil 52, die Schraubenfeder 58 und den Stützring 60 in das Steuerventilgehäuse 18 eingeleitet wird. Das bedeutet, dass ein Teil der Reaktionskräfte vom Bremskraftverstärker 10 aufgefangen wird. Anders ausgedrückt entspricht dieser Zustand einer Erhöhung des Kraftübersetzungsverhältnisses des Bremskraftverstärkers 10 und somit der aktivierten Bremsassistentfunktion.
Die maximal mögliche Relativverschiebung des Ventilkolbens 26 zum Steuerventilgehäuse 18 ist durch den axialen Abstand festgelegt, den der Ringflansch 45 der Rasthülse 44 vom Grund der Bohrung 50 hat. Dieser Abstand ist kleiner als die axiale Erstreckung der Nut 71 im Ventilkolben 26.
Will ein Benutzer des Bremskraftverstärkers 10 eine Notbremsung beenden, im Verlaufe derer es zu der beschriebenen Koppelung des Druckstücks 38 mit der Einrichtung 74 gekommen ist, reduziert er die auf das Eingangsglied 24 ausgeübte Eingangskraft F_Ein entsprechend, woraufhin sich der Ventilkolben 26 vom Druckstück 38 trennt, der Atmosphärendichtsitz 28 sich wieder an das Ventildichtglied 30 anlegt und Letzteres entgegen der Betätigungsrichtung etwas nach rechts verlagert, wodurch sich der Unterdruckdichtsitz 40 vom Ventildichtglied 30 abhebt und eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 14 und der Unterdruckkammer 16 hergestellt ist. Infolge dieser Verbindung wird die Druckdifferenz an der beweglichen Wand 13 des Bremskraftverstärkers 10 verringert und das Steuerventilgehäuse 18 bewegt sich zurück nach rechts. Sobald sich der Querriegel 70 am Anschlag 72 abstützt, kann sich auch die Entkoppelungshülse 68 nicht weiter nach rechts bewegen, so dass bei einem weiteren Rückhub des Steuerventilgehäuses 18 das ringförmige freie Ende der Entkoppelungshülse 68 von innen gegen die Federzungen 64 stößt und diese radial nach außen drängt, sobald der Flansch 54 des Koppelungsbauteils 52 wieder an dem Vorsprung 56 der Bohrung 50 anliegt. Anders ausgedrückt laufen die Innenflächen der Federzungen 64 auf das Ende der Entkoppelungshülse 68 auf und werden bei einer weiteren Rückbewegung des Steuerventilgehäuses 18 dann zwangsweise radial nach außen gedrängt. Der Verrastungszustand wird auf diese Weise gelöst und die Oberfläche des Rastbundes 48 gelangt wieder unter die freien Enden der Federzungen 64. Die Bremsassistentfunktion ist damit deaktiviert.
In 4 ist ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 2 und 3 etwas abgewandeltes, zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem eine Schraubenfeder 58a nicht unmittelbar auf den Flansch 54 des Koppelungsbauteils 52 wirkt, sondern indirekt über eine im wesentlichen hohlzylindrische, im Querschnitt Z-förmige Übertragungshülse 76, die in einer torusförmigen Ausnehmung 78 des Steuerventilgehäuses 18 aufgenommen und geführt ist. Die Ausnehmung 78 ist koaxial zum Ventilkolben 26 angeordnet und erstreckt sich im Steuerventilgehäuse 18 axial über einen Bereich, in dem sich der Endabschnitt 42 und ein Teil des Abschnitts 66 des Ventilkolbens 26 befinden. Das eine Ende der Schraubenfeder 58a stützt sich an einem kreisringförmigen Haltering 80 ab, der von einem Sprengring 82 im Steuerventilgehäuse 18 gehalten wird, der seinerseits in einer nicht näher bezeichneten Ringnut des Steuerventilgehäuses 18 befestigt ist. Das andere Ende der Schraubenfeder 58a drückt gegen einen von dem einen Ende der Schraubenfeder 58a entfernten, radial auswärts gerichteten Flansch 84 der Übertragungshülse 76. An ihrem anderen, näher bei dem einen Ende der Schraubenfeder 58a gelegenen Ende weist die Übertragungshülse 76 einen radial einwärts gerichteten Flansch 86 auf, der den Flansch 54 des Koppelungsbauteils 52 hinterreift und somit für eine Übertragung der Axialkraft der Schraubenfeder 58a auf das Kopplungsbauteil 52 sorgt. Durch Vorse hen der torusförmigen Ausnehmung 78 und der Übertragungshülse 76 lässt sich die wirksame Länge der Schraubenfeder 58a vergrößern, ohne dass die Baulänge des Steuerventilgehäuses 18 vergrößert werden muss. Die Funktion des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht der zuvor näher erläuterten Funktion des ersten Ausführungsbeispiels.
In den 5 bis 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Bremskraftverstärkers 10 gezeigt, das sich vor allem durch eine abgewandelte Einrichtung 74' von den beiden zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen unterscheidet. Andere Unterschiede, wie z.B. das nicht in einem Endabschnitt des Steuerventilgehäuses 18, sondern in einem Endabschnitt des Stößels 36' eingekammerte Ausgangsglied 34, ändern an der eingangs beschriebenen Funktion des Bremskraftverstärkers 10 nichts und sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht weiter von Belang.
Die Einrichtung 74' umfasst eine Schraubenfeder 58b, deren eines Ende sich an einem Sprengring 88 abstützt, der in einer Ringnut der Bohrung 50 des Steuerventilgehäuses 18 befestigt ist. Das andere Ende der Schraubenfeder 58b drückt einen Kontaktring 90 mit L-förmigem Querschnitt gegen eine als Anschlag fungierende, stufenförmige Durchmesserverengung der Bohrung 50. Der Kontaktring 90 nimmt ein kreisringscheibenförmiges Kopplungsbauteil 52b auf und umfasst es außen. Dabei ist die im Kontaktring 90 für die Aufnahme des Kopplungsbauteils 52b zur Verfügung stehende Höhe größer als die Dicke des Kopplungsbauteils 52b, so dass auf das Kopplungsbauteil 52b keine Axialkräfte wirken können, wenn der Kontaktring 90 an der stufenförmigen Durchmesserverengung der Bohrung 50 anliegt.
Radial innerhalb der Schraubenfeder 58b ist eine hier näherungsweise becherförmig ausgestaltete Kopplungshülse 92 angeordnet, deren eines Ende dazu bestimmt ist, mit dem Ventilkolben 26' in Anlage zu geraten, und deren gegenüberliegendes anderes Ende von einem radial nach außen vorstehenden Kragen 94 gebildet ist, der in einer inneren Ausnehmung 96 (siehe 6) des Kopplungsbauteils 52b geführt ist. Radial innen am Kragen 94 befinden sich konische Flächen 98, die zum Zusammenwirken mit einer komplementären konischen Gegenfläche 100 bestimmt sind, die an einem Spreizkegel 102 ausgebildet ist. Die konischen Flächen 98 der Kopplungshülse 92 sind, ebenso wie die zugehörigen Kreisringabschnitte des Kragens 94, an radial federnd elastischen Armen 104 der Kopplungshülse 92 ausgebildet. Der Spreizkegel 102 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein separates Bauteil, welches mit seiner von der konischen Gegenfläche 100 abgewandten Seite am Druckstück 38 anliegt. Der Spreizkegel 102 kann jedoch auch einstückig mit dem Druckstück 38 ausgeführt sein.
Im folgenden wird die Funktion des dritten Ausführungsbeispiels erläutert. 5 zeigt dabei die Ausgangs- oder Bereitschaftsstellung, in der die Bremsassistentfunktion deaktiviert ist. Erfolgt im Rahmen einer Notbremsung eine ausgeprägte Relativbewegung des Krafteingangsstranges relativ zum Steuerventilgehäuse 18, d.h. verschieben sich das Eingangsglied 24, der Ventilkolben 26' und die Kopplungshülse 92 um mehr als die axiale Erstreckung des Kragens 94 der Kopplungshülse 92 relativ zum Steuerventilgehäuse 18 nach links, bewegt sich der Kragen 94 aus der inneren Ausnehmung 96 des Kopplungsbauteils 52b heraus, wobei die radial innen am Kragen 94 vorhandenen konischen Flächen 98 auf die konische Gegenfläche 100 des Spreizkegels 102 auflaufen und die Arme 104 der Kopplungshülse 92 radial nach außen gedrückt werden. Die maximale Aufspreizung der Arme 104 ist durch ein Spiel s zwischen der der Kopplungshülse 92 zugewandten Bodenfläche des Spreizkegels 102 und einem damit zusammenwirkenden Absatz 106 in der Kopplungshülse 92 begrenzt. Sobald die Bodenfläche des Spreizkegels 102 am Absatz 106 anliegt, können die Arme 104 nicht weiter radial aufgespreizt werden und es liegt ein starrer Durchtrieb vom Eingangsglied 24 über den Ventilkolben 26' und die Kopplungshülse 92 bis zum Spreizkegel 102 und dem Druckstück 38 vor.
Auf diese Weise verrastet das Kopplungsbauteil 52b hinter dem Kragen 94 der Kopplungshülse 92 (siehe 6). Dabei wird das Kopplungsbauteil 52b axial etwas in Richtung auf das Eingangsglied 24 zurückgedrückt, so dass sich der Kontaktring 90 von seinem Anschlag in der Bohrung 50 des Steuerventilgehäuses 18 löst. Die damit erreichte Koppelungsstellung der Einrichtung 74' mit dem Druckstück 38 wird im weiteren Verlauf der Notbremsung aufrechterhalten, weil die aus dem Bremssystem über das Ausgangsglied 34 auf das Druckstück 38 zurückwirkenden Reaktionskräfte ein Ausweichen des Druckstücks 38 und damit des Spreizkegels 102 nach links verhindern.
Wie bei dem zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wirkt nun die Axialkraft der Schraubenfeder 58b zusätzlich zur vom Fahrer aufgebrachten Eingangskraft F_Ein auf das Druckstück 38. Dies führt zu dem in 1 dargestellten, sprungartigen Anstieg der Ausgangskraft F_Aus, d.h. die Bremsassistentfunktion ist nun aktiviert.
Wird die auf das Eingangsglied 24 wirkende Eingangskraft F_Ein verringert, so wird durch die Rückwärtsbewegung des mit dem Eingangsglied 24 in Verbindung stehenden Ventilkolbens 26 das Ventildichtglied 30 vom Unterdruckdichtsitz 40 abgehoben, so dass eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 14 und der Unterdruckkammer 16 hergestellt ist, die zu einem Abbau der auf die bewegliche Wand 13 wirkenden Druckdifferenz führt. Fällt dabei die vom Bremskraftverstärker 10 erzeugte Verstärkungskraft unter die entsprechende Axialkraft der Schraubenfeder 58b, hält die Schraubenfeder 58b die Einrichtung 74' weiter im mit dem Druckstück 38 gekoppelten Zustand, jedoch löst sich der Ventilkolben 26 von der Kopplungshülse 92 (siehe 7).
Bei einem weiteren Abbau der auf die bewegliche Wand 13 wirkenden Druckdifferenz entspannt sich die Schraubenfeder 58b, bis der Kontaktring 90 wieder gegen seinen Anschlag in der Bohrung 50 stößt. Die Kraft der Schraubenfeder 58b kann nun nicht mehr auf das Kopplungsbauteil 52b wirken. Da sich zusammen mit einem Abbau der Druckdifferenz an der beweglichen Wand 13 auch die auf das Druckstück 38 wirkenden hydraulischen Rückwirkkräfte verringern, kann ab einem bestimmten Punkt der Spreizkegel 102 die Arme 104 der Kopplungshülse 92 nicht mehr länger in Spreizstellung halten, weil die radial einwärts federnd vorgespannten Arme 104 den Spreizkegel 102 aus der Kopplungshülse 92 herausdrücken, d.h. die konischen Flächen 98 der Kopplungshülse 92 laufen an der konischen Gegenfläche 100 des Spreizkegels 102 wieder herunter. Der Außendurchmesser des Kragens 94 verkleinert sich somit wieder soweit, dass der Kragen 94 in die innere Ausnehmung 96 des Kopplungsbauteils 52b rutscht. Damit ist die Einrichtung 74' vom Druckstück 38 entkoppelt, die Bremsassistentfunktion demnach deaktiviert.
Bei allen drei erläuterten Ausführungsbeispielen lässt sich durch eine entsprechende Wahl der in Axialrichtung wirkenden Kraft der Schraubenfeder 58, 58a, 58b das Maß der bei einem Aktivieren der Bremsassistentfunktion auftretenden Kraftübersetzungsänderung des Bremskraftverstärkers 10 in gewünschter Weise anpassen.

Claims

Bremskraftverstärker (10), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Steuerventil (22) zum Steuern der vom Bremskraftverstärker erzeugten Verstärkungskraft, das ein Steuerventilgehäuse (18), ein Eingangsglied (24), ein Ausgangsglied (34) und ein zwischen dem Eingangsglied (24) und dem Ausgangsglied (34) angeordnetes, auf das Ausgangsglied (34) wirkendes Druckstück (38) aufweist, das in Abhängigkeit einer von dem Eingangsglied (24) hervorgerufenen axialen Relativbewegung zwischen dem Druckstück (38) und dem Steuerventilgehäuse (18) mit einer Einrichtung reversibel koppelbar ist, die einer axialen Rückverschiebung des Druckstücks (38) bezüglich des Steuerventilgehäuses (18) entgegenwirkt und vom Ausgangsglied (34) auf das Druckstück (38) übertragene Kräfte in das Steuerventilgehäuse (18) einleitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (74; 74') im mit dem Druckstück (38) gekoppelten Zustand durch ein der Einrichtung (74; 74') zugehöriges Federelement eine vorbestimmte Federkraft in axialer Richtung auf das Druckstück (38) ausübt.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement eine Schraubenfeder (58; 58a; 58b) ist, deren eines Ende sich am Steuerventilgehäuse (18) abstützt und deren anderes Ende auf ein Kopplungsbauteil (52; 52b) wirkt, welches relativ zum Steuerventilgehäuse (18) axial verschiebbar ist.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsbauteil (52) eine im wesentlichen hohlzylindrische Form hat und einen mit dem Eingangsglied (24) und dem Druckstück (38) in Wirkverbindung stehenden Ventilkolben (26) konzentrisch umgibt.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsbauteil (52) sich in Richtung des Druckstücks (38) konisch verjüngt.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsbauteil (52) im Bereich seiner konischen Verjüngung mehrere radial einwärts vorgespannte Federzungen (64) aufweist.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Federzungen (64) mit einer auf dem Ventilkolben (26) verschiebbar angeordneten Rasthülse (44) gleitend zusammenwirken, deren eines Ende dazu ausgebildet ist, sich an dem Ventilkolben (26) abzustützen, und deren anderes Ende dazu ausgebildet ist, sich an dem Druckstück (38) abzustützen.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasthülse (44) einen Rastbund (48) aufweist, hinter den die freien Enden der Federzungen (64) bei Überschreiten einer vorbestimmten Verschiebung des Druckstücks (38) relativ zum Steuerventilgehäuse (18) in Richtung auf das Ausgangsglied (34) verrasten.
Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Ventilkolben (26) eine Entkoppelungshülse (68) verschiebbar angeordnet ist, deren eines, dem Eingangsglied (24) zugewandtes Ende dazu ausgebildet ist, sich an einem mit dem Ventilkolben (26) verbundenen Querriegel (70) abzustützen, und deren anderes Ende dazu ausgebildet ist, bei einer Verschiebung des Steuerventilgehäuses (18) relativ zur Entkoppelungshülse (68) in Richtung auf das Eingangsglied (24) in Berührung mit dem Kopplungsbauteil (52) zu geraten und die freien Enden der Federzungen (64) radial auswärts zu drücken, um letztere aus ihrer Raststellung hinter dem Rastbund (48) der Rasthülse (44) zu lösen.
Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsbauteil (52) aus Federstahl besteht.
Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsbauteil (52) an seinem dem Eingangsglied (24) zugewandten Ende einen radial auswärts vorstehenden Flansch (54) aufweist, an dem sich das andere Ende der Schraubenfeder (58) abstützt.
Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende der Schraubenfeder (58a) auf einen vom einen Ende der Schraubenfeder (58a) entfernten, radial auswärts gerichteten Flansch 84 einer im Querschnitt Z-förmigen Übertragungshülse (76) wirkt, die axial verschiebbar im Steuerventilgehäuse (18) geführt ist und einen dem einen Ende der Schraubenfeder (58a) näheren, radial einwärts gerichteten Flansch (86) aufweist, der auf das Kopplungsbauteil (52) wirkt.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungshülse (76) in einer torusförmigen Ausnehmung (78) des Steuerventilgehäuses (18) geführt ist.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsbauteil (52b) kreisringscheibenförmig und insbesondere in Radialrichtung elastisch ist.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende der Schraubenfeder (58b) über einen Kontaktring (90) mit L-förmigem Querschnitt, der das kreisringscheibenförmige Kopplungsbauteil (52b) außen umfasst, auf das Kopplungsbauteil (52b) wirkt.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Kontaktringes (90) größer als die Dicke des kreisringscheibenförmigen Kopplungsbauteils (52b) ist.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (58b) den Kontaktring (90) dann, wenn die Einrichtung (74') nicht den mit dem Druckstück (38) gekoppelten Zustand einnimmt, gegen einen Anschlag des Steuerventilgehäuses (18) drückt.
Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Ausnehmung (96) des kreisringscheibenförmigen Kopplungsbauteils (52b) als Führung für einen radialen Kragen (94) einer Kopplungshülse (92) dient, die radial innen am Kragen (94) konische Flächen (98) zum Zusammenwirken mit einer komplementären konischen Gegenfläche (100) eines Spreizkegels (102) aufweist, der an dem Druckstück (38) angeformt ist oder am Druckstück (38) anliegt.
Bremskraftverstärker nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die konischen Flächen (98) der Kopplungshülse (92) an radial federnd elastischen Armen (104) der Kopplungshülse (92) ausgebildet sind.