-
Die
Erfindung betrifft einen Unterdruckbremskraftverstärker mit
einem Verstärkergehäuse, dessen
Innenraum durch zumindest eine bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer
und eine Arbeitskammer unterteilt ist, und einer Steuerventilanordnung
zur Steuerung einer auf die bewegliche Wand wirkenden Druckdifferenz.
-
Derartige
Unterdruckbremskraftverstärker, die
in den unterschiedlichsten Ausführungsformen aus
dem Stand der Technik bekannt sind, werden üblicherweise entweder mechanisch,
beispielsweise durch einen Tritt auf ein mit dem Eingangsglied verbundenes
Bremspedal, oder elektronisch, beispielsweise mittels einer durch
ein elektronisches Steuergerät
gesteuerten Elektromagnetanordnung betätigt. Bei einer Betätigung des
Bremskraftverstärkers öffnet die
Steuerventilanordnung eine Verbindung zwischen einer Arbeitskammer
und der Umgebungsatmosphäre,
so dass Luft in die Arbeitskammer strömen kann, woraufhin sich an
einer beweglichen Wand ein Differenzdruck aufbaut. Dieser Differenzdruck
verschiebt die bewegliche Wand sowie ein mit der beweglichen Wand
verbundenes Steuerventilgehäuse
axial in Betätigungsrichtung,
woraus eine entsprechende Servokraft resultiert, die an einen dem Bremskraftverstärker funktionell
nachgeschalteten Hauptzylinder weitergeleitet wird. Bei einer Beendigung
der Bremsbetätigung
schließt
die Steuerventilanordnung die Verbindung der Arbeitskammer zur Umgebungsatmosphäre und öffnet statt
dessen eine Verbindung zwischen einer Unterdruckkammer und der Arbeitskammer.
Da die Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers ständig mit einer Unterdruckquelle,
beispielsweise dem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors oder einer
Unterdruckpumpe in Verbindung steht, führt dies zu einer Verringerung des
Differenzdrucks an der beweglichen Wand, so dass die bewegliche
Wand und das Steuerventilgehäuse
in ihre Ausgangsstellung zurück
bewegt werden.
-
Bei
Unterdruckbremskraftverstärkern
der oben beschriebenen Art weist ein Verstärkergehäuse auf seiner Krafteingangsseite üblicherweise
einen hohlzylindrischen Kragen mit einer darin festgelegten Dichtungs-
und Lagerbuchse auf, in der das Steuerventilgehäuse abgedichtet und axial verschiebbar geführt ist.
Zur abgedichteten Führung
des Steuerventilgehäuses
sind in einer solchen Dichtungs- und Lagerbuchse üblicherweise
Dichtelemente eingesetzt, die zur Verminderung von Reibung mit einem Silikonfett
gefettet werden müssen.
-
Bei
einem mit einer derartigen Dichtungs- und Lagerbuchse ausgestatteten
Bremskraftverstärker
kann das zur Reibungsverminderung eingesetzte Schmiermittel insbesondere
bei hohen Außentemperaturen
ausdünsten,
so dass im Verlauf der Betriebszeit des Verstärkers die Reibung zwischen
den Dichtelementen und dem Steuerventilgehäuse zunehmen kann. Darüber hinaus
können
durch die Ausdünstung des
Schmierfetts das Innere des Bremskraftverstärkers und insbesondere im Inneren
des Verstärkergehäuses angeordnete
elektronische Bauelemente verschmutzt werden. Schließlich verlangt
eine derartige Anordnung einen verhältnismäßig hohen Montage- und Fertigungsaufwand.
-
Die
DE 29 18 912 A1 beschreibt
einen Unterdruckbremskraftverstärker
mit einem Verstärkergehäuse, das
ein zentrales rohrförmiges
Element sowie an Flanschabschnitten des rohrförmigen Elements festgelegte
Gehäuseschalen
umfasst. Ein Steuerventilgehäuse
ist axial verschiebbar in dem rohrförmigen Element geführt, wobei
zwischen einem Abschnitt einer Außenfläche des Steuerventilgehäuses und
einer Innenfläche
des rohrförmigen
Elements ein ringförmiger
Spalt vorhanden ist. An einem pedalseitigen Ende ist der Spalt mittels
einer Rollmembran abgedichtet. Am pedalabgewandten Ende des Spalts ist
dagegen ein ringförmiges
Dichtelement zur Abdichtung des Steuerventilgehäuses gegenüber dem rohrförmigen Element
vorgesehen.
-
Aus
der nachveröffentlichten
DE 102 22 866 A1 ist
ein Unterdruckbremskraftverstärker
bekannt, bei dem zwischen einer ein Steuerventilgehäuse umgebenden
Außenfläche und
einem Verstärkergehäuse ein
Spalt vorhanden ist, der durch einen elastisch verformbaren Balg
gegen die Umgebungsatmosphäre
abgedichtet ist.
-
Die
US 6,089,140 offenbart einen
Unterdruckbremskraftverstärker,
bei dem ein Steuerventilgehäuse
durch die Kraft einer Feder in einem Abstand von einem Kraftkolben
gehalten wird.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Unterdruckbremskraftverstärker bereitzustellen, bei
dem die oben beschriebenen Nachteile eines Bremskraftverstärkers mit
einer am Verstärkergehäuse vorgesehenen
Dichtungs- und Lagerbuchse zur axialen Führung eines Steuerventilgehäuses vermieden
werden können
und der gleichzeitig besonders einfach und kostengünstig herstell-
und montierbar ist.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe weist die Steuerventilanordnung bei dem erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärker ein
kraftübertragend
mit der beweglichen Wand verbundenes, im Verstärkergehäuse angeordnetes und axial
relativ zum Verstärkergehäuse verschiebbares
Steuerventilgehäuse
sowie eine in das Verstärkergehäuse ragende,
axial relativ zum Verstärkergehäuse verschiebbare
Steuerventilhülse
auf. Zwischen zumindest einem Abschnitt einer die Steuerventilhülse umgebenden
Außenfläche und
dem Verstärkergehäuse ist
ein Spalt vorhanden, der nur durch einen elastisch verformbaren
Balg gegen die Umgebungsatmosphäre
abgedichtet ist. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht eine reibungsfreie
Verschiebung sowohl des Steuerventilgehäuses als auch der Steuerventilhülse relativ
zum Verstärkergehäuse. Der
Einsatz eines Schmiermittels ist daher nicht länger erforderlich, so dass
eine Verschmutzung des Verstärkerinnenraums
sowie der darin angeordneten Bauteile durch eine Ausdünstung des
Schmierfetts zuverlässig
vermieden werden kann. Der elastisch verformbare Balg kann beispielsweise
als Rollbalg ausgeführt
sein und sorgt für
eine zuverlässige
Abdichtung des Verstärkergehäuses gegen
die Umgebungsatmosphäre.
Der Balg weist eine Größe und eine
Form auf, die so gestaltet sind, dass die axiale Verschiebung der
gesamten Steuerventilanordnung und insbesondere der Steuerventilhülse relativ
zum Verstärkergehäuse nicht
behindert wird.
-
Das
Steuerventilgehäuse
und die beispielsweise aus einem tiefgezogenen Blechteil oder als Kunststoffspritzgussteil
gefertigte Steuerventilhülse sind
als getrennte Bauteile ausgeführt,
so dass das beispielsweise ebenfalls als Kunststoffspritzgussteil ausgeführte Steuerventilgehäuse vollständig im
Inneren des Verstärkergehäuses angeordnet
werden kann, während
die Steuerventilhülse
in das Verstärkergehäuse hineinragt.
Der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker zeichnet
sich durch eine sehr einfache und kostengünstige Herstell- und Montierbarkeit
aus und weist überdies
ein für
den Einsatz in einem modernen Kraftfahrzeug vorteilhaftes geringes
Gewicht auf.
-
Bei
einer konstruktiv besonders einfach gestalteten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist
der Spalt zumindest zwischen dem Abschnitt der Außenfläche der
im wesentlichen hohlzylindrischen Steuerventilhülse und einer gegenüberliegenden
Innenfläche
eines sich koaxial zur Steuerventilhülse erstreckenden Abschnitts
des Verstärkergehäuses ausgebildet,
d.h. es kann in kostensparender Weise ein herkömmliches Verstärkergehäuse verwendet
werden.
-
Vorzugsweise
ist ein erstes Ende des elastisch verformbaren Balgs an einer Außenfläche des Verstärkergehäuses und
ein zweites Ende des elastisch verformbaren Balgs an der in das
Verstärkergehäuse ragenden
Steuerventilhülse
befestigt. Das erste Ende des vorzugsweise als Rollbalg ausgeführten Balgs
kann beispielsweise zur sicheren Befestigung des Balgs am Verstärkergehäuse mit
einem an der Außenfläche des
Verstärkergehäuses ausgebildeten Vorsprung
zusammenwirken, während
das zweite Ende des Balgs einen der Krafteingangsseite des Bremskraftverstärkers zugewandten
Randabschnitt der Steuerventilhülse
umgreift. Alternativ dazu kann das zweite Ende des Balgs auch in
einer in der Außenfläche der
Steuerventilhülse
ausgebildeten Nut festgelegt sein.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist
an der Steuerventilhülse
ein Anschlagelement befestigt, das zur Festlegung der Ruheposition
der Steuerventilanordnung relativ zum Verstärkergehäuse mit einem am Verstärkergehäuse ausgebildeten
Anschlag zusammenwirkt. Das Anschlagelement kann beispielsweise
in Form eines am Außenumfang
der Steuerventilhülse
festgelegten Anschlagrings ausgeführt sein und mit einer Innenwand
des Verstärkergehäuses zusammenwirken,
die sich von dem zur Steuerventilhülse koaxialen Verstärkergehäuseabschnitt
radial nach außen
erstreckt.
-
Die
Ruheposition der Steuerventilhülse
relativ zum Steuerventilgehäuse
kann beispielsweise durch die Kraft einer ersten Feder, deren Enden
sich am Steuerventilgehäuse
bzw. an dem an der Steuerventilhülse
befestigten Anschlagelement abstützen, festgelegt
sein. Die Steuerventilhülse
und das Steuerventilgehäuse
können
dann durch geeignete Positionierung des Anschlagelements auf der
Steuerventilhülse
in ihrer Ruhestellung in eine sogenannte "Lost Travel Free"-Position gebracht werden, die eine annähernd verlustwegfreie
Aktivierung des Bremskraftverstärkers
und somit ein rasches Ansprechen des Bremssystems ermöglicht,
wobei die Ansprechkraft des Bremskraftverstärkers durch die bei einer Betätigung des
Eingangsglieds zu überwindende Kraft
der die Ruheposition der Steuerventilhülse relativ zum Steuerventilgehäuse festlegenden
Feder bestimmt wird.
-
Vorzugsweise
ist an der Steuerventilhülse ein
radial nach innen ragendes Flanschelement ausgebildet, das mit einer
von der Krafteingangsseite des Bremskraftverstärkers abgewandten Stirnfläche eines
Betätigungselements
zusammenwirkt. Das Betätigungselement
kann z.B. in Form eines mit dem Eingangsglied verbundenen Betätigungskolbens ausgebildet
sein. Durch diese konstruktiv sehr einfache Ausgestaltung wird sichergestellt,
dass die Steuerventilhülse
bei einer Betätigung
des Eingangsglieds und einer daraus resultierenden Verschiebung des
mit dem Eingangsglied verbundenen Betätigungselements in Betätigungsrichtung
gemeinsam mit dem Betätigungselement
in Betätigungsrichtung verschoben
wird. Das Flanschelement kann z.B. ein von einem sich in axialer
Richtung erstreckenden Abschnitt der im wesentlichen hohlzylindrischen
Steuerventilhülse
radial nach innen ragender Ringflansch sein, es kann aber auch als
Flanschabschnitt oder in Form mehrerer am Umfang der Steuerventilhülse verteilt
angeordneter Flanschabschnitte ausgebildet sein.
-
Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist
ein erstes Ventilglied abdichtend auf der Außenfläche der Steuerventilhülse geführt, während ein
zweites Ventilglied fest mit dem ersten Ventilglied verbunden ist.
Eine mit derartigen Ventilgliedern ausgestattete Steuerventilanordnung
ist konstruktiv besonders einfach gestaltet und daher kostengünstig herstellbar.
-
Vorzugsweise
ist das zweite Ventilglied durch eine Rastverbindung an dem ersten
Ventilglied befestigt, wodurch eine einfache, rasche und damit kostengünstige Verbindung
der ersten und zweiten Ventilglieder ermöglicht wird. Zur Herstellung
der Rastverbindung kann an dem zweiten Ventilglied z.B. mindestens
ein federnd nachgiebiger Rastarm mit einer an seiner Innenfläche ausgebildeten
Nut zur Aufnahme eines an einem Außenumfang des ersten Ventilglieds
vorhandenen Rastvorsprungs ausgebildet sein. Das erste Ventilglied
kann dann in einfacher Art und Weise in das zweite Ventilglied geschoben werden,
bis der am Außenumfang
des ersten Ventil glieds vorhandene Rastvorsprung in der Nut verrastet,
die an der Innenfläche
des mindestens einen am zweiten Ventilglied vorgesehenen Rastarms
ausgebildet ist. Um eine besonders sichere Verbindung der ersten
und zweiten Ventilglieder zu gewährleisten, weist
das zweite Ventilglied vorzugsweise mehrere, verteilt angeordnete
Rastarme auf.
-
Die
ersten und zweiten Ventilglieder sind vorzugsweise federnd in Betätigungsrichtung
gegen das Steuerventilgehäuse
vorgespannt. Zur Bereitstellung der federnden Vorspannung kann beispielsweise eine
Feder vorgesehen sein, deren Enden sich an einem an dem zweiten
Ventilelement ausgebildeten Vorsprung bzw. an dem fest mit der Steuerventilhülse verbundenen
Anschlagelement abstützen.
-
Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers wirkt
ein an dem zweiten Ventilglied ausgebildeter Dichtvorsprung zur
Herstellung bzw. Unterbrechung einer Verbindung zwischen der Umgebungsatmosphäre und der
Arbeitskammer mit einem ersten Dichtsitz zusammen, der an einer
der Krafteingangsseite des Bremskraftverstärkers zugewandten Stirnfläche eines
an der Steuerventilhülse
ausgebildeten, radial nach außen
ragenden Vorsprungs vorgesehen ist. Ein an dem ersten Ventilglied
ausgebildeter zweiter Dichtvorsprung wirkt zur Herstellung bzw.
Unterbrechung einer Verbindung zwischen der Unterdruckkammer und
der Arbeitskammer vorzugsweise mit einem am Steuerventilgehäuse ausgebildeten zweiten
Dichtsitz zusammen. In der unbetätigten Stellung
des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers sind
sowohl der an dem radial nach außen ragenden Vorsprung der
Steuerventilhülse ausgebildete
Atmosphärendichtsitz
als auch der am Steuerventilgehäuse
vorgesehene Vakuumdichtsitz geschlossen. Mit anderen Worten, der
an den am zweiten Ventilglied ausgebildete erste Dichtvorsprung
befindet sich in Anlage an den am radial nach außen ragenden Vorsprung der
Steuerventilhülse ausgebildeten
ersten Dichtsitz, während
der am ersten Ventilglied ausgebildete zweite Dichtvorsprung unter
der Kraft der auf die ersten und zweiten Ventilglieder in Betätigungsrichtung
wirkenden federnden Vorspannung an dem am Steuerventilgehäuse vorgesehenen
zweiten Dichtsitz anliegt.
-
Bei
einer Betätigung
des Eingangsglieds verschiebt sich die Steuerventilhülse gemeinsam
mit dem Betätigungselement
in Betätigungsrichtung,
wohingegen das Steuerventilgehäuse
zunächst
seine Position relativ zum Verstärkergehäuse beibehält. Da der
am ersten Ventilglied ausgebildete zweite Dichtvorsprung unter der
Kraft der auf die ersten und zweiten Ventilglieder in Betätigungsrichtung
wirkenden federnden Vorspannung an dem am Steuerventilgehäuse vorgesehenen
zweiten Dichtsitz anliegt, sind die ersten und zweiten Ventilglieder
zu diesem Zeitpunkt in ihrer Position relativ zum Steuerventilgehäuse festgelegt.
Die aus der durch das Eingangsglied und das Betätigungselement auf die Steuerventilhülse übertragenen
Betätigungskraft
resultierende axiale Verschiebung der Steuerventilhülse erfolgt
daher relativ zu den starr miteinander verbundenen ersten und zweiten
Ventilgliedern.
-
Durch
die axiale Verschiebung der Steuerventilhülse löst sich der an dem radial nach
außen
ragenden Vorsprung der Steuerventilhülse ausgebildete erste Dichtsitz
von seiner Anlage an den am zweiten Ventilglied ausgebildeten ersten
Dichtvorsprung, wodurch die Verbindung zwischen der Umgebungsatmosphäre und der
Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers geöffnet wird. Infolge der sich
bei geöffnetem
Atmosphärendichtsitz
an der beweglichen Wand aufbauenden Druckdifferenz wird das Steuerventilgehäuse ebenfalls
axial in Betätigungsrichtung im
Verstärkergehäuse verschoben.
Gleichzeitig wird durch die auf die ersten und zweiten Ventilglieder
in Betätigungsrichtung
wirkende federnde Vorspannung sichergestellt, dass der Vakuumdichtsitz
geschlossen bleibt und sich die ersten und zweiten Ventilglieder
ebenfalls in Betätigungsrichtung
verschieben, bis der erste Dichtvorsprung wieder in Anlage an den
ersten Dichtsitz gerät
und die Verbindung zwischen der Umgebungsatmosphäre und der Arbeitskammer des
Bremskraftverstärkers
wieder unterbrochen wird.
-
Bei
Beendigung der Bremsbetätigung
werden das Eingangsglied, das Betätigungselement und die mit
dem Betätigungselement
verbundene Steuerventilhülse
axial entgegen der Betätigungsrichtung im
Verstärkergehäuse zurückbewegt.
Durch das Zusammenwirken des an dem radial nach außen ragenden
Vorsprung der Steuerventilhulse ausgebildeten ersten Dichtsitzes
mit dem am zweiten Ventilglied vorhandenen ersten Dichtvorsprung
wird die Bewegung der Steuerventilhülse in Betätigungsgegenrichtung auf die
fest miteinander verbundenen ersten und zweiten Ventilglieder übertragen.
Die ersten und zweiten Ventilglieder werden demzufolge entgegen ihrer
federnden Vorspannung relativ zum Steuerventilgehäuse in Betätigungsgegenrichtung
verschoben, wodurch sich der am ersten Ventilglied ausgebildete zweite
Dichtvorsprung von dem am Steuerventilgehäuse vorgesehenen zweiten Dichtsitz
löst und
die Verbindung zwischen der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer
des Bremskraftverstärkers
geöffnet
wird. Wenn die auf die bewegliche Wand wirkende Druckdifferenz abgebaut
ist, verschiebt sich das Steuerventilgehäuse wieder in seine Ruheposition und
der Vakuumdichtsitz wird wieder geschlossen.
-
Vorzugsweise
sind die an den ersten und zweiten Ventilgliedern ausgebildeten
ersten und zweiten Dichtvorsprünge
jeweils aus einem elastisch verformbaren Material gebildet, so dass
sich die ersten und zweiten Dichtvorsprünge weich an die ersten und
zweiten Dichtsitze anlegen.
-
Bei
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist das erste Ventilglied
einen sich in axialer Richtung erstreckenden und auf der Außenfläche der Steuerventilhülse geführten ersten
Abschnitt, einen radial nach außen
ragenden zweiten Abschnitt sowie einen sich im wesentlichen parallel
zu dem ersten Abschnitt in axialer Richtung erstreckenden dritten Abschnitt
auf. Der zur Herstellung der Rastverbindung zwischen dem ersten
und dem zweiten Ventilglied vorgesehene Rastvorsprung ist dann vorteilhafterweise
am Außenumfang
des sich in axialer Richtung erstreckenden dritten Abschnitts des
ersten Ventilglieds ausgebildet, während der zweite Dichtvorsprung
an einer von der Krafteingangsseite des Bremskraftverstärkers abgewandten
Stirnfläche
des sich in axialer Richtung erstreckenden ersten Abschnitts ausgebildet
ist.
-
Das
zweite Ventilglied weist vorzugsweise einen sich in axialer Richtung
erstreckenden ersten Abschnitt sowie einen radial nach innen ragenden zweiten
Abschnitt auf. Der erste Dichtvorsprung kann dann an einer von der
Krafteingangsseite des Bremskraftverstärkers abgewandten Stirnfläche des
radial nach innen ragenden zweiten Abschnitts des zweiten Ventilglieds
ausgebildet sein, während
der Rastarm zur Verbindung der ersten und zweiten Ventilglieder vorteilhafterweise
an dem sich in axialer Richtung erstreckenden ersten Abschnitt des
zweiten Ventilglieds ausgebildet ist.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten schematischen
Figur näher
erläutert,
die einen relevanten Teilbereich eines erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers im
Längsschnitt
zeigt.
-
In
der Figur ist ein Unterdruckbremskraftverstärker 10 für eine Fahrzeugbremsanlage
in seiner Ruhestellung dargestellt. Der Innenraum eines Bremskraftverstärkergehäuses 12 ist
von einer beweglichen Wand 14 in eine Unterdruckkammer 16 und
eine Arbeitskammer 18 unterteilt. Die Unterdruckkammer 16 steht
im Betrieb des Bremskraftverstärkers 10 ständig mit
einer Unterdruckquelle in Verbindung, beispielsweise mit dem Ansaugtrakt
eines Verbrennungsmotors oder mit einer Unterdruckpumpe. Zur Steuerung
einer auf die bewegliche Wand 14 einwirkenden Druckdifferenz
ist eine Steuerventilanordnung 20 vorgesehen.
-
Der
Bremskraftverstärker 10 wird
mittels eines stangenförmigen
Eingangsglieds 22 betätigt,
das längs
einer Achse A in das Verstärkergehäuse 12 ragt
und mit seinem kugeligen Ende 24 in einem Betätigungskoben 26 befestigt
ist. Das dem kugeligen Ende 24 des Eingangsglieds 22 gegenüberliegende Ende
des Betätigungskolbens 26 steht
in Kontakt mit einer Fühlscheibe 28,
die eine über
das Eingangsglied 22 in den Bremskraftverstärker 10 eingeleitete Betätigungskraft
F über
eine Reaktionsscheibe 30 aus Elastomermaterial auf einen
Reaktionskolben 32 eines dem Bremskraftverstärker 10 funktionell
nachgeschalteten, in der Figur nicht dargestellten Hauptzylinders
einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage überträgt.
-
Die
Steuerventilanordnung 20 weist ein als Kunststoffspritzgussteil
gefertigtes Steuerventilgehäuse 34 auf,
das vollständig
im Inneren des Verstärkergehäuses 12 angeordnet
und kraftübertragend mit
der die Unterdruckkammer 16 von der Arbeitskammer 18 trennenden
beweglichen Wand 14 gekoppelt ist. In dem Steuerventilgehäuse 34 ist
eine Axialbohrung 36 ausgebildet, die von einem sich in axialer
Richtung erstreckenden Fortsatz 38 des Betätigungskolbens 26 durchsetzt
ist. Eine im wesentlichen hohlzylindrische, aus einem tiefgezogenen Blechteil
gefertigte Steuerventilhülse 40 erstreckt sich
in das Verstärkergehäuse 12,
wobei zwischen einem Abschnitt 42 einer die Steuerventilhülse 40 umgebenden
Außenfläche 44 und
einer Innenfläche 45 eines
sich koaxial zu der Steuerventilhülse 40 erstreckenden
Abschnitts 46 des Verstärkergehäuses 12 ein
Ringspalt 48 gebildet ist, der durch einen elastisch verformbaren
Rollbalg 50 gegen die Umgebungsatmosphäre abgedichtet ist. Ein erstes
Ende 52 des elastisch verformbaren Rollbalgs 50 ist
an einer Außenfläche 54 des
hohlzylindrischen Abschnitt 46 des Verstärkergehäuses 12 befestigt,
während
ein zweites Ende 56 des Rollbalgs 50 einen der
Krafteingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 zugewandten
Randabschnitt 58 der Steuerventilhülse umgreift An der Steuerventilhülse 40 ist
ein sich von der Außenfläche 44 der
Steuerventilhülse 40 radial
nach außen
erstreckendes Anschlagelement 60 starr befestigt. Zur Festlegung
der Ruheposition der Steuerventilanordnung 20 relativ zum
Verstärkergehäuse 12 wirkt
das Anschlagelement 60 in der in der Figur dargestellten
unbetätigten
Stellung des Bremskraftverstärkers 10 mit
einer Innenwand 62 des Verstärkergehäuses 12 zusammen,
die sich von dem zur Steuernventilhülse 40 koaxialen Verstärkergehäuseabschnitt 46 radial
nach außen
erstreckt. Eine erste Feder 64, deren Enden sich am Steuerventilgehäuse 34 bzw.
an dem an der Steuerventilhülse 40 befestigten Anschlagelement 60 abstützen, dient
zur Festlegung der Ruheposition der Steuerventilhülse 40 relativ zum
Steuerventilgehäuse 34.
Das Anschlagelement 60 ist so auf der Steuerventilhülse 40 positioniert, dass
sich die Steuerventilanordnung 20 in ihrer Ruhestellung
in der sogenannten "Lost
Travel Free"-Position
befindet, die eine annähernd
verlustwegfreie Aktivierung des Bremskraftverstärkers 10 und somit ein
rasches Ansprechen des Bremssystems ermöglicht.
-
An
ihrem von der Krafteingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 abgewandten
Ende ist an der Steuerventilhülse 40 ein
radial nach innen ragendes Flanschelement 66 ausgebildet,
das mit einer von der Krafteingangsseite des Bremskraftverstärkers abgewandten
Stirnfläche 68 des
Betätigungskolbens 26 zusammenwirkt.
-
Die
Steuerventilanordnung 20 umfasst ferner ein erstes und
ein zweites Ventilglied 70, 72. Das erste Ventilglied 70 weist
einen sich in axialer Richtung erstreckenden und abdichtend auf
der Außenfläche 44 der
Steuerventilhülse 40 geführten ersten
Abschnitt 74, einen radial nach außen ragenden zweiten Abschnitt 76 sowie
einen sich im wesentlichen parallel zu dem ersten Abschnitt 74 in
axialer Richtung erstreckenden dritten Abschnitt 78 auf.
Das zweite Ventilglied 72 umfasst einen sich in axialer
Richtung erstreckenden ersten Abschnitt 80 sowie einen
radial nach innen ragenden zweiten Abschnitt 82. An dem ersten
Abschnitt 80 des zweiten Ventilglieds 72 sind über dessen
Umfang verteilt mehrere Rastarme 84 mit einer an ihrer
Innenfläche
ausgebildeten Nut 86 vorgesehen. In der Nut 86 ist
jeweils ein von dem dritten Abschnitt 78 des ersten Ventilglieds 70 radial nach
außen
ragender Rastvorsprung 88 aufgenommen, so dass die ersten
und zweiten Ventilglieder 70, 72 fest miteinander
verbunden sind. Durch die Kraft einer zweiten Feder 90,
deren Enden sich an einem an dem zweiten Ventilelement 72 ausgebildeten
Vorsprung 92 bzw. an dem fest mit der Steuerventilhülse 40 verbundenen
Anschlagelement 60 abstützen,
sind die ersten und zweiten Ventilglieder 70, 72 federnd
in Betätigungsrichtung
gegen das Steuerventilgehäuse 34 vorgespannt.
-
An
einer von der Krafteingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 abgewandten
Stirnfläche des
radial nach innen ragenden zweiten Abschnitts 82 des zweiten
Ventilglieds 72 ist ein aus einem Elastomermaterial bestehender
erster Dichtvorsprung 94 ausgebildet. Zur Herstellung bzw.
Unterbrechung einer Verbindung zwischen der Umgebungsatmosphäre und der
Arbeitskammer 18 wirkt der erste Dichtvorsprung 94 mit
einem ersten Dichtsitz 96 zusammen, der an einer der Krafteingangsseite
des Bremskraftverstärkers
zugewandten Stirnfläche
eines an der Steuerventilhülse 40 ausgebildeten,
radial nach außen
ragenden Vorsprungs 98 vorgesehen ist. Ein an einer von
der Krafteingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 abgewandten
Stirnfläche
des sich in axialer Richtung erstreckenden ersten Abschnitts 74 des
ersten Ventilglieds 70 ausgebildeter, ebenfalls aus einem
Elastomermaterial bestehender zweiter Dichtvorsprung 100 wirkt
zur Herstellung bzw. Unterbrechung einer Verbindung zwischen der
Unterdruckkammer 16 und der Arbeitskammer 18 mit
einem am Steuerventilgehäuse 34 ausgebildeten
zweiten Dichtsitz 102 zusammen. Innerhalb des zweiten Dichtvorsprungs 100 ist
bei Anlage des zweiten Dichtvorsprungs 100 an den zweiten
Dichtsitz 102 ein ringförmiger
Raum 104 gebildet, der über
eine in der Figur nicht gezeigte, im Steuerventilgehäuse 34 ausgebildete
Bohrung permanent mit der Unterdruckkammer 16 des Bremskraftverstärkers 10 in Verbindung
steht.
-
Nachfolgend
wird die Funktionsweise des in der Figur dargestellten Unterdruckbremskraftverstärkers 10 näher erläutert. Wenn über ein
nicht gezeigtes Betätigungsglied
der Fahrzeugbremsanlage, beispielsweise ein Bremspedal, eine Kraft
F auf das Eingangsglied 22 aufgebracht wird, wird diese
Kraft auf den Betätigungskolben 26 und über das
an der Steuerventilhülse 40 ausgebildete,
radial nach innen ragende Flanschelement 66 auf die Steuerventilhülse 40 übertragen.
Infolge dessen verschieben sich das Eingangsglied 22, der
Betätigungskolben 26 sowie die
Steuerventilhülse 40 gemeinsam
gegen die Kraft der ersten Feder 64 relativ zum Steuerventilgehäuse 34 im
Verstärkergehäuse 12 in
Betätigungsrichtung, d.h.
in der Figur nach links.
-
Der
am ersten Ventilglied 70 ausgebildete zweite Dichtvorsprung 94 wird
durch die Kraft der zweiten Feder 90 gegen den am Steuerventilgehäuse 34 ausgebildeten
zweiten Dichtsitz 102 gedrückt, so dass zu diesem Zeitpunkt
die Position der ersten und zweiten Ventilglieder 70, 72 relativ
zum Steuerventilgehäuse 34 festgelegt
ist. Die aus der durch das Eingangsglied 22 und den Betätigungskolben 26 auf die
Steuerventilhülse 40 übertragenen
Betätigungskraft
F resultierende axiale Verschiebung der Steuerventilhülse 40 erfolgt
daher relativ zu den starr miteinander verbundenen ersten und zweiten
Ventilgliedern 70, 72. Infolge dessen löst sich
der an dem radial nach außen
ragenden Vorsprung 98 der Steuerventilhülse 40 ausgebildete
erste Dichtsitz 96 von seiner Anlage an den am zweiten
Ventilglied 72 ausgebildeten ersten Dichtvorsprung 94.
Dadurch wird eine Verbindung zwischen der Umgebungsatmosphäre und der
Arbeitskammer 18 des Bremskraftverstärkers 10 geöffnet, so
dass Umgebungsluft durch ein Luftfilterelement 106 sowie
durch in der Steuerventilhülse 40 ausgebildete Öffnungen 108 in
die Arbeitskammer 18 einströmen kann.
-
Durch
die bei geöffnetem
Atmosphärendichtsitz 96 in
die Arbeitskammer 18 des Bremskraftverstärkers 10 einströmende Luft
wird eine Druckdifferenz zwischen dem in der Unterdruckkammer 16 bzw.
der Arbeitskammer 18 vorherrschenden Druck aufgebaut, die
bewirkt, dass sich die bewegliche Wand 14 gemeinsam mit
dem Steuerventilgehäuse 34 in
Betätigungsrichtung,
d.h. in der Figur nach links verschiebt. Gleichzeitig verschieben
sich die ersten und zweiten Ventilglieder 70, 72 infolge
der von der zweiten Feder 90 aufgebrachten, in Betätigungsrichtung
wirkenden federnden Vorspannung ebenfalls in Betätigungsrichtung relativ zur
Steuerventilhülse 40, bis
der erste Dichtvorsprung 94 wieder in Anlage an den ersten
Dichtsitz 96 gerät
und die Verbindung zwischen der Umgebungsatmosphäre und der Arbeitskammer 18 des
Bremskraftverstärkers 10 wieder
unterbrochen wird.
-
Bei
Beendigung der Bremsbetätigung
werden das Eingangsglied 22, der Betätigungskolben 26 und
die Steuerventilhülse 40 axial
entgegen der Betätigungsrichtung,
d.h. in der Figur nach rechts im Verstärkergehäuse 12 zurückbewegt.
Durch das Zusammenwirken des an dem radial nach außen ragenden
Vorsprung 98 der Steuerventilhülse 40 ausgebildeten
ersten Dichtsitzes 96 mit dem am zweiten Ventilglied 72 vorhandenen
ersten Dichtvorsprung 94 wird die Bewegung der Steuerventilhülse 40 in
Betätigungsgegenrichtung
auf die fest miteinander verbundenen ersten und zweiten Ventilglieder 70, 72 übertragen,
d.h. die ersten und zweiten Ventilglieder 70, 72 verschieben
sich entgegen ihrer federnden Vorspannung relativ zum Steuerventilgehäuse 34 ebenfalls
in Betätigungsgegenrichtung.
Dadurch löst sich
der am ersten Ventilglied 70 ausgebildete zweite Dichtvorsprung 100 von
dem am Steuerventilgehäuse 34 vorgesehenen
zweiten Dichtsitz 102, so dass die Verbindung zwischen
der Unterdruckkammer 16 und der Arbeitskammer 18 des
Bremskraftverstärkers 10 geöffnet wird.
Wenn die auf die bewegliche Wand 14 wirkende Druckdifferenz
abgebaut ist, verschiebt sich das Steuerventilgehäuse 34 wieder
in seine Ruheposition und der Vakuumdichtsitz 102 wird
wieder geschlossen.