DE19624663A1 - Unterdruckservogerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Unterdruckservogerät und insbesondere auf ein Unterdruckservogerät, das vor allem bei einem Bremskraftverstärker eines Fahrzeugs angewendet wird.

Hierzu wurde ein Unterdruckverstärkungsgerät (auch als Unterdruckservogerät bezeichnet) in einem Fahrzeug als ein Bremskraftverstärker eingesetzt, um die Betätigungskraft während des Bremsens zu verringern.

Das Unterdruckservogerät, bei dem der negative Saugdruck eines Motors oder eines Unterdrucks einer Unterdruck-Pumpe als Servokraft verwendet wird und bei dem unter Verwendung des Druckunterschieds zwischen diesem Unterdruck und dem Umgebungsdruck eine Kraft hydraulisch auf eine Bremsvorrichtung aufgebracht wird, die den Fußdruck übersteigt, der durch einen Fahrer auf das Bremspedal aufgebracht wird, ist ein am meisten eingesetztes System als ein Bremskraftverstärker.

Beispielsweise wurde in einem deutschen Patent DE 44 05 092 C1 ein Unterdruckservogerät vorgeschlagen, das einen Mechanismus hat, der ein "zusätzliches Springen" erzeugt, bei dem ein Elektromagnet in einem Servogerät erregt wird, wenn eine Betätigungsgeschwindigkeit durch einen Fahrzeugfahrer einen Schwellwert übersteigt, beispielsweise während eines schnellen Bremsvorgangs, um im Zusammenhang mit den Fahr- oder Bremsbedingungen eine Ausgabe hinzuzufügen und zu erzeugen, die sich von der Vorspannkraft durch die Eingabe des Fahrers unterscheidet.

Das "zusätzliche Springen" hat die Bedeutung eines Phänomens, bei dem ein Ausgabewert ausgedrückt als ein Ausgabe- /Eingabeverhältnis eines Unterdruckservogeräts schnell bei Abwesenheit des Anstiegs der Eingabe ansteigt.

Fig. 8 zeigt einen Stand der Technik und ist eine teilgeschnittene Ansicht eines Unterdruckservogeräts, das in dem obigen deutschen Patent DE 44 05 092 C1 vorgeschlagen wurde, entlang der Eingabe-/Ausgabewelle des unter Unterdruckservogeräts.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 umfaßt das Unterdruckservogerät zusätzlich zu einer nichtgezeigten Erfassungseinrichtung, die zur Erfassung der Bremspedalniederdrückgeschwindigkeit mittels eines Fahrers angepaßt ist, einen Kraftkolben 622, der entlang einer Eingabe- /Ausgabewelle 699 unter einem Differenzdruck zwischen dem Unterdruck und dem Umgebungsdruck gleitbar ist, und eine Eingabestange 644, auf die der Fußdruck durch den Fahrer aufgebracht wird. Der Kraftkolben 622 und die Eingabestange 644 sind jeweils am äußeren Umfang des Geräts und am inneren Umfang des Geräts (innerhalb des Kraftkolbens 622) vorgesehen.

Entlang der axialen Linie 699, die von der Eingabe zur Ausgabe zeigt, sind ein Übertragungselement 641, das in Wechselwirkung mit der Eingabestange 644 ist, eine Reaktionsscheibe 648, die an ihrem Innenumfang und an ihrem Außenumfang jeweils an der Eingabestange 644 und an dem Kraftkolben 622 anliegt und mit der Eingabestange 644 in gegenseitiger Wechselwirkung steht, und eine Ausgabestange 650 montiert, die an der Reaktionsscheibe 648 anliegt und mit der Bremsvorrichtung in gegenseitiger Wechselwirkung steht. Zwischen dem äußeren Umfang des Übertragungselements 641 und dem Kraftkolben 622 ist eine Elektromagnetspule 640 vorgesehen, die sich parallel zu der axialen Linie 699 erstreckt, während zwischen dem äußeren Umfang des Übertragungselements 641 und dem inneren Umfang der Elektromagnetspule 640 ein Elektromagnettauchkolben 630 angeordnet ist, der in Richtung auf die Ausgabe unter einer elektromagnetischen Kraft gezogen ist, die durch den Elektromagnet 640 erzeugt wird. Der Elektromagnettauchkolben 630 hat ein Umgebungsventilelement 632.

Zwischen dem äußeren Umfang der Eingabestange 644 und dem inneren Umfang des Kraftkolbens 622 ist ein Umgebungsventil 624 und ein Unterdruckventil 611 vorgesehen. Das Umgebungsventil 624 besteht aus einem Ventilsitz 660, der durch den Kraftkolben 622 zurückgehalten ist und durch eine Ringfeder 700 in Richtung der Ausgabeseite und des oben erwähnten Umgebungsventilelements 632 vorgespannt ist, das dem inneren Umfang der ausgabeseitigen Endfläche des Ventilsitzes 660 gegenüberliegt. Das Umgebungsventilelement 632 ist in dem Elektromagnettauchkolben 630 vorgesehen und erstreckt sich entlang der Eingabe- /Ausgabewelle 699. Zwischen dem Umgebungsventilelement 632 und dem Übertragungselement 641 ist eine Ringfeder 638 zwischengesetzt. Das Unterdruckventil 611 besteht aus dem Ventilsitz 660 und einem Unterdruckventilelement 623, das dem äußeren Umfang der ausgabeseitigen Endfläche des Ventilsitzes 660 gegenüberliegt und innerhalb der Innenseite des Kraftkolbens 622 ausgebildet ist, um den äußeren Umfang des Umgebungsventilelements 632 zu umgeben.

Nur die Oberfläche, die auf dem Reaktionsscheibenhalter 622 ausgebildet ist, um der vorderen Endfläche des Elektromagnettauchkolbens 630 gegenüberzuliegen, dient als ein Anschlag, um die Bewegung des Umgebungselements 632 in Richtung zur Ausgabeseite zu beschränken. Außerdem besteht kein Spalt zwischen dem Übertragungselement 641 und dem Reaktionselements 648. Daher ist der Öffnungsgrad des Umgebungsventils 624 im wesentlichen gleich dem anfänglichen Abstand zwischen der vorderen Endfläche des Elektromagnettauchkolbens 630 und der Fläche des Reaktionsscheibenhalters 622, der der vorderen Endfläche gegenüberliegt, wie durch einen in Fig. 6 gezeigten Spalt gezeigt ist. Dieser Abstand entspricht dem maximalen Öffnungsgrad.

Der Betrieb des in Fig. 8 gezeigten Unterdruckservogeräts wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 erläutert. In der Graphik der Fig. 9, die die Leistung des Unterdruckservogeräts zeigt, bezeichnen die Linien a und c Betriebslinien für das normale Bremsen und für den Fall, bei dem der Elektromagnet des herkömmlichen Unterdruckservogeräts erregt wird, um die Ausgabe zu ergänzen und zu erzeugen, die sich von einer Vorspannkraft unterscheidet, die durch die Eingabe aufgebracht ist.

Wenn eine Eingabe f₁ durch einen Fahrer auf die Eingabestange 644 aufgebracht wird, erzeugt das Unterdruckservogerät eine Ausgabe a₁. Wenn während des Verlaufs des Aufbringens die Eingabe f₁ aufgebracht wird, wird der Elektromagnet des Servogeräts als ein Ergebnis der Erfassung des Notbremszustands oder aus anderen Gründen erregt, um eine Ausgabe zu ergänzen und zu erzeugen, die sich von der Vorspannkraft durch die Eingabe unterscheidet.

Der Elektromagnettauchkolben 630 wird in Richtung der Ausgabeseite aufgrund der elektromagnetischen Kraft bewegt, die durch die Elektromagnetspule 640 erzeugt wird, so daß die vordere Endfläche des Elektromagnettauchkolbens 630 gegen eine Fläche stößt, die auf dem Reaktionsscheibenhalter 622 ausgebildet ist, der der vorderen Endfläche gegenüberliegt. Das Umgebungsventilelement 632, das mit dem Elektromagnettauchkolben 630 versehen ist, wird auch in Richtung der Ausgabeseite bewegt, um das Ventil 624 zu öffnen, so daß Umgebungsluft in eine Druckkammer variablen Drucks eindringen kann, um eine Kraft zu erzeugen, mit der der Kraftkolben 622 in Richtung der Ausgabeseite angetrieben wird.

Das Reaktionselement 648 wird durch die Stoßkraft elastisch verformt, die durch den Kraftkolben 622 aufgebracht wird, um eine Reaktionskraft zum Zurückstoßen des Eingabeelements 641 zu erzeugen, so daß das Eingabeelement 641 und die Eingabestange 644 in Richtung der Eingabeseite bewegt werden. Da jedoch das Umgebungsventil 632 nicht in Richtung der Eingabeseite bewegt wird, bleibt das Umgebungsventil 624 offen, so daß der Druck in der Druckkammer variablen Drucks den Umgebungsdruck annimmt. Dadurch ist das Unterdruckservogerät in seinem Zustand maximaler Verstärkung und erzeugt eine Ausgabe c₁. Nachfolgend wird das Unterdruckservogerät entlang einer Linie c betrieben.

Das bedeutet, daß, wenn bei einer Eingabe f₁ Strom durch die Elektromagnetspule 640 zugeführt wird, eine Ausgabe von einer Ausgabe a₁ auf einmal auf c₁ mit einem zusätzlichen Sprung springt.

Das herkömmliche Unterdruckservogerät, das beispielsweise in dem obigen deutschen Patent DE 44 05 092 C1 vorgeschlagen wurde, hat jedoch die nachfolgenden Nachteile.

Unter erneuter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 bleibt, wenn das Unterdruckservogerät die Ausgabe c₁ in dem maximal vorgespannten Zustand erzeugt, (d. h., wobei das Umgebungsventil 624 als Ergebnis der mit Strom versorgten Elektromagnetspule 640 geöffnet ist, und wobei der Druck in der Druckkammer variablen Drucks den Umgebungsdruck annimmt) und der auf die Eingabestange 644 aufgebrachte Eingabebetrag verringert wird, um den Betrieb des Unterdruckservogeräts zu dem anfänglichen Zustand zurückzuführen, d. h. in den betriebsfreien Zustand, das Unterdruckservogerät in seinem maximalen Vorspannzustand und fährt fort, eine hohe Ausgabe c₂ zu erzeugen, selbst wenn die Eingabe f auf einen Wert f₂ verringert wird. Die Stromzufuhr zu der Elektromagnetspule 640 wird durch eine nichtgezeigte Erfassungseinrichtung unterbrochen, die erfaßt, daß die Ausgabe und Eingabe jeweils die Werte c₂ und f₂ angenommen hat, so daß der Elektromagnettauchkolben 630 und das Umgebungselement 622 unter der Vorspannung der Ringfeder 638 in Richtung zur Eingabeseite bewegt werden. Das Umgebungsventilelement 632 stößt gegen das Ventilelement 600, um die Verbindung zwischen der Druckkammer variablen Drucks und der Umgebung zu unterbrechen. Zusätzlich wird der Ventilsitz 660 durch das Umgebungsventilelement 632 gestoßen, so daß sich der Ventilsitz 660 von dem Unterdruckelement 623 versetzt, wobei die Druckkammer variablen Drucks dann in Verbindung mit der Druckkammer konstanten Drucks ist, um den Druckunterschied zwischen der Druckkammer variablen Drucks und der Druckkammer konstanten Drucks zu verringern. Dadurch beginnt der Kraftkolben 622 mit der Rückkehr in seine ursprüngliche Position, um die Ausgabe des Unterdruckservogeräts zu verringern.

Das bedeutet, daß im Gegensatz zu der Absicht der Verringerung der Ausgabe des Unterdruckservogeräts seitens des Fahrers das Unterdruckservogerät fortfährt, eine hohe Ausgabe zu entwickeln, selbst wenn die auf die Eingabestange 644 aufgebrachte Eingabe verringert wird und die Ausgabe nur dann anfängt, sich zu verringern, wenn die Eingabe f₂ erreicht, so daß ein widersprüchliches Gefühl aufkommt, daß der Ausgabebetrag größer als der Eingabebetrag sein könnte.

Wenn andererseits die Elektromagnetspule 640 zum Öffnen des Umgebungsventils 624 erregt wird, um das Servogerät zwangsweise zu betätigen, so daß sich die Ausgabe zusätzlich zur gewöhnlich aufgebrachten Bremse vergrößert, wird die maximale Vorspannkraft des Servogeräts mit dem herkömmlichen Unterdruckservogerät erzeugt, obwohl es praktisch nicht notwendig ist, die maximale Vorspannkraft des Servogeräts zu erzeugen. Daher ist ein Unterdruckservogerät wünschenswert, das zur Ergänzung einer geeigneten Vorspannkraft in der Lage ist.

Angesichts der oben aufgezeigten Probleme des Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Unterdruckservogerät zu schaffen, das so gestaltet ist, daß es die Absicht des Bedieners direkt wiedergibt.

Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Unterdruckservogerät zu schaffen, bei dem der Unterschied zwischen dem normalen Bremsen und dem Notbremsen durch den Fahrer gering ist und bei dem eine gleichmäßige Bremsverstärkungskraft ergänzt werden kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der gesamten Offenbarung offensichtlich.

1ter Gesichtspunkt

Die vorliegende Erfindung (gemäß einem 1ten Gesichtspunkt) kann wie folgt zusammengefaßt werden:
Bei dem Unterdruckservogerät der vorliegenden Erfindung haben das Übertragungselement und der Tauchkolben Begrenzungsabschnitte, die zum Einsatz kommen, wenn das Tauchkolbenelement durch den Elektromagneten in Richtung zur Ausgabeseite um einen ersten Vorgabewert relativ zu dem Übertragungselement bewegt wird, um die Relativbewegung des Tauchkolbenelements auf einen Wert zu beschränken, der den ersten Vorgabewert relativ zu dem Übertragungselement nicht übersteigt.

Als ein allgemeiner Aufbau umfaßt das Unterdruckservogerät die folgenden Merkmale: ein Gehäuse, das in sich eine Druckkammer bildet, eine bewegliche Wand, die beweglich in dem Gehäuse montiert ist und die Druckkammer in eine Druckkammer konstanten Drucks und eine Druckkammer variablen Drucks aufteilt, einen Kraftkolben, der eine äußere Endöffnung hat und mit der beweglichen Wand verbunden ist, ein Eingabeelement, das in dem Kraftkolben vorgesehen ist, wobei das Eingabeelement bei Bremsbetätigung in einer Richtung im wesentlichen entlang einer Eingabe-/Ausgabeachse des Geräts beweglich ist und sich zur Außenseite des Kraftkolbens erstreckt, ein Übertragungselement, das zur axialen Bewegung in dem Kraftkolben montiert ist und mit dem Eingabeelement verbunden ist, ein Tauchkolbenelement, das in dem Kraftkolben vorgesehen ist und durch die Bewegung des Übertragungselements axial beweglich ist, ein Umgebungsregeldichtventil, das mit dem Tauchkolbenelement ausgebildet ist, ein Unterdruckregeldichtventil, das in einer Innenfläche des Kraftkolbens ausgebildet ist, ein Regelventil, das durch eine erste Vorspanneinrichtung in Richtung zum Umgebungsregeldichtventil und zum Unterdruckregeldichtventil vorgespannt ist und eine Dichtung hat, die in und außer Eingriff mit dem Umgebungsregeldichtventil und dem Unterdruckregeldichtventil bringbar ist, eine zweite Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Eingabeelements, um das Umgebungsregeldichtventil in Kontakt mit der Dichtung zu bringen und im normalen Zustand die Dichtung weg von dem Unterdruckregeldichtventil zu betätigen, eine dritte Vorspanneinrichtung, die zwischen das Tauchkolbenelement und das Übertragungselement zwischengesetzt ist, um das Tauchkolbenelement zu der Dichtung vorzuspannen, ein Reaktionselement, das auf das Übertragungselement eine Reaktionskraft aufbringt, die der Antriebskraft entspricht, die in der beweglichen Wand durch einen Druckunterschied zwischen der Druckkammer konstanten Drucks und der Druckkammer variablen Drucks erzeugt wird, ein Ausgabeelement zur Ausgabe der Antriebskraft des Kraftkolbens über die Reaktionsscheibe, die durch die Bewegung der beweglichen Wand begleitet wird, zur Außenseite des Geräts und ein Elektromagnet, der das Tauchkolbenelement im wesentlichen entlang der Eingabe- /Ausgabeachse bewegt.

Typischerweise umfaßt das Unterdruckservogerät gemäß der vorliegenden Erfindung folgende Bauteile: eine beweglichen Wand, die beweglich in einem Gehäuse montiert ist und das Gehäuse in eine Druckkammer konstanten (im allgemeinen eines ersten) Drucks und eine Druckkammer variablen (im allgemeinen eines zweiten) Drucks aufteilt, einen Kraftkolben, der mit der beweglichen Wand verbunden ist, eine Eingabestange (Eingabeelement), die sich von einer äußeren Endöffnung des Kraftkolbens aus dem Kraftkolben erstreckt und bei Bremsbetätigung in einer Richtung im wesentlichen entlang einer Eingabe-/Ausgabewelle beweglich ist, ein Übertragungselement, das zur axialen Bewegung in dem Kraftkolben montiert ist und mit der Eingabestange verbunden ist, ein Tauchkolbenelement, das axial beweglich durch die Bewegung des Übertragungselements ist, ein (beispielsweise im wesentlichen ringförmiges) Umgebungsregeldichtventil, das einstückig an einem eingabeseitigen Ende des Tauchkolbenelements ausgebildet ist, ein (beispielsweise im wesentlichen ringförmiges) Unterdruckregeldichtventil, das in einer Innenfläche des Kraftkolbens ausgebildet ist und sich zu einer Eingabeseite erstreckt, und ein Regelventil, das zumindest an einem Ende eine ringförmige Dichtung hat, die durch eine zweite Vorspanneinrichtung zu dem Umgebungsregeldichtventil und dem Unterdruckregeldichtventil vorgespannt ist, um mit dem Umgebungsregeldichtventil und dem Unterdruckregeldichtventil in Berührung zu kommen und davon getrennt zu werden. Das Dichtventil ist hermetisch an dem anderen Ende an der Innenfläche des Kraftkolbens befestigt und hat einen flexiblen Abschnitt an seinem mittleren Abschnitt. Das Unterdruckservogerät umfaßt auch eine erste Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Regelventils und der Eingabestange, so daß das Umgebungsregeldichtventil im betriebsfreien Zeitpunkt auf der Dichtung zur Anlage kommt, und die Dichtung des Unterdruckregeldichtventils getrennt wird, eine dritte Vorspanneinrichtung, die zwischen das Tauchkolbenelement und das Übertragungselement zwischengesetzt ist, um das Tauchkolbenelement zu der Dichtung vorzuspannen, eine Reaktionsscheibe, die auf das Übertragungselement eine Reaktionskraft aufbringt, die der Antriebskraft entspricht, die in der beweglichen Wand durch einen Druckunterschied zwischen der Druckkammer konstanten Drucks und der Druckkammer variablen Drucks erzeugt wird, eine Ausgabestange zur Ausgabe der Antriebskraft des Kraftkolbens über die Reaktionsscheibe, die durch die Bewegung der beweglichen Wand begleitet wird, zur Außerseite des Geräts, und einen Elektromagneten, der mit einer Stromquelle verbunden ist und mit Strom versorgt wird, um den Tauchkolben im wesentlichen entlang der Eingabe-/Ausgabewelle zu bewegen. Wenn der Elektromagnet nicht erregt ist, erfolgt der Betrieb entlang einer ersten Betriebslinie in einem Betriebsdiagramm, das eine Eingabe und eine Ausgabe als die beiden Koordinatenachsen hat.

2ter Gesichtspunkt

Der 1te Gesichtspunkt bildet eine Grundlage für den 2ten Gesichtspunkt. Das heißt, daß, wenn die Beschränkungsabschnitte zum Einsatz kommen, der Ort der Ausgabe des Unterdruckservogeräts gegenüber der Eingabe einer zweiten Betriebslinie in dem Betriebsdiagramm folgt.

3ter Gesichtspunkt

Vorzugsweise (gemäß einem 3ten Gesichtspunkt) sind die Begrenzungsabschnitte Anlageflächen, die an dem Übertragungselement und dem Tauchkolbenelement vorgesehen sind, und die Regelabschnitte werden in einem betriebsfreien Zustand voneinander durch den ersten Vorgabewert getrennt und stoßen gegeneinander, wenn das Tauchkolbenelement in Richtung zu einer Ausgabeseite durch den Elektromagneten bewegt wird. Sie sind mit einem Zugabemechanismus versehen, um eine Relativbewegung des Übertragungselements in Richtung zur Eingabeseite bezüglich des Kraftkolbens um einen zweiten Vorgabewert zu ermöglichen, und kommen zum Einsatz, wenn das Übertragungselement durch die Reaktionsscheibe in Richtung zur Eingabeseite vorgespannt ist. Der Zugabemechanismus weist ein Spalt zwischen einer Fläche eines ausgabeseitigen Endes des Übertragungselements, die der Eingabeseite gegenüberliegt, und einer einer Ausgabeseite gegenüberliegenden Fläche eines Abschnitts des Übertragungselements auf, der ein ausgabeseitiges Ende hält, wobei diese Flächen um einen zweiten Vorgabewert voneinander getrennt in einem betriebsfreien Zustand beabstandet sind.

4ter Gesichtspunkt

Vorzugsweise (4ter Gesichtspunkt) werden die Ausgabe- Eingabeverhältnisse der ersten und zweiten Betriebslinie um den ersten Vorgabewert unterschiedlich, der ansprechend auf Veränderungen der Eingabelast verändert wird.

5ter Gesichtspunkt

Vorzugsweise (5ter Gesichtspunkt) wird der erste Vorgabewert mit einem Anstieg der Eingabelast größer.

6ter Gesichtspunkt

Vorzugsweise (6ter Gesichtspunkt) ist zumindest ein elastisches Element bei den Komponenten des Übertragungselements enthalten, um den ersten Vorgabewert zu verändern.

7ter Gesichtspunkt

Vorzugsweise (7ter Gesichtspunkt) hat das Übertragungselement ein Eingabeaufnahmeelement, das mit einem ausgabeseitigen freien Ende der Eingabestange und einem ersten Übertragungselement im Eingriff ist, das mit dem ersten Eingabeaufnahmeelement verbunden ist und eine Vertiefung hat. Ein elastisches Element ist in der Vertiefung des ersten Übertragungselements untergebracht, wobei eine eingabeseitige Endfläche des elastischen Elements einer ausgabeseitigen Endfläche des Eingabeaufnahmeelements gegenüberliegt und dessen ausgabeseitige Endfläche dem Boden der Vertiefung des ersten Übertragungselements gegenüberliegt. Zwischen die Anlagefläche, die das eingabeseitige freie Ende des Eingabeaufnahmeelements ist, und die Anlagefläche, die der innere Umfangsflansch an dem eingabeseitigen freien Ende des Tauchkolbenelements ist, ist ein Spalt gesetzt. Der Spalt nimmt einen ersten Vorgabewert in einem betriebsfreien Zustand an.

Obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf die erklärenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist, entspricht der erste Vorgabespalt und der zweite Vorgabespalt den Spalten A und C₂ der Ausführungsbeispiele.

In ähnlicher Weise ist bei dem Ausführungsbeispiel die Betriebslinie in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 gezeigt, in der die erste Betriebslinie eine Betriebslinie a ist, während die zweite Betriebslinie eine Betriebslinie b ist. Bei einem Vorwärtshub ist es ein Liniensegment auf der Betriebslinie b, das sich von einem Betriebspunkt b₁ zu einem Sättigungsvorspannpunkt S auf der Betriebslinie b erstreckt. Der Betriebspunkt b₁ liegt an einer Position unter einem Totpunkt. Mit anderen Worten ausgedrückt ist die Ausgabe des Servomechanismus des Unterdruckservogeräts an dem Betriebspunkt b₁ nicht gesättigt.

Unter Bezugnahme auf einen Hub, der durch die zweite Betriebslinie (Vorwärtshub) verläuft, verläuft, wenn eine Eingabe bis zu einem Wert f₁ während des normalen Betriebs aufgebracht wird, eine Ausgabe durch eine Linie a und liegt an einem Betriebspunkt a₁. In dem Fall, in dem die Eingabe f₁ aufrechterhalten wird und der Elektromagnet erregt wird, nimmt eine Ausgabe den Wert b₁ durch einen zusätzlichen Sprung an. Wenn dann die Eingabe weiter gesteigert wird, verschiebt sich die Ausgabe von b₁ einer Strichlinie folgend, um den Sättigungsvorspannpunkt S anzunehmen. Von dem Totpunkt ausgehend folgt die Ausgabe einer Linie, bei der die Ausgabe hauptsächlich entsprechend dem Anstieg der Eingabe ansteigt. Beim Rückwärtshub folgt die zweite Betriebslinie der entgegengesetzten Richtung.

Betrieb

Der Betrieb des Unterdruckservogeräts gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun erläutert. Bei der folgenden Beschreibung bezeichnen Ausgabeseite und Eingabeseite jeweils die Vorder- und Rückseite des Gehäuses.

Zunächst wird der Betrieb der vorliegenden Erfindung kurz erläutert.

Das Unterdruckservogerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein solches Gerät, das mit einem Mechanismus zum Erregen eines Elektromagnets in dem Gerät versehen ist, wenn die Fahr- oder Bremsbedingungen neben den Eingabebedingungen durch den Fahrzeugfahrer, wie beispielsweise die Geschwindigkeit der Bremspedalbetätigung des Fahrers, einen Schwellwert übersteigen, wie beispielsweise während des schnellen Bremsaufbringens, um eine Ausgabe zusätzlich zu der Vorspannkraft zu ergänzen, die durch die Eingabe erzeugt wird. Die Vorspannkraft, die zu ergänzen ist und erzeugt wird, wird geeignet so gewählt, daß eine Ausgabe des Unterdruckservogeräts schnell verringert wird, um den Ausgabeabfall des Geräts während des Rückwärtshubs zu verringern, so daß die Absicht des Fahrers direkt widergespiegelt wird.

Mit dem Unterdruckservogerät gemäß dem 4ten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung reicht, wenn eine zusätzliche Vorspannkraft beispielsweise durch Erregen des Elektromagnets zu entwickeln ist, ein kleiner Anstieg der Vorspannkraft für den geringen Bremspedaldruckwertbereich aus. Für einen höheren Bremspedaldruckbereich wird ein größerer Anstieg des Vorspanndrucks als der des geringeren Pedaldruckbereichs aufgebracht, um den Unterschied von dem normalen Bremswert durch den Fahrer zu verringern, so daß eine ruhige Bremsverstärkungskraft ergänzt wird.

Nachfolgend wird der Betrieb der verschiedenen Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung detailliert erläutert.

Wenn der Fahrer das Bremspedal plötzlich drückt, erfaßt beispielsweise eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Pedalbetätigungsgeschwindigkeit dieses plötzliche Bremspedalniederdrücken und der Elektromagnet wird ansprechend auf diese Erfassung erregt, wobei das Tauchkolbenelement um einen der Bewegung des Übertragungselements entsprechenden Betrag als Folge der axialen Bewegung des Übertragungselements in Richtung der Ausgabeseite bewegt wird, die durch das Bremsaufbringen verursacht wird. Da der Elektromagnet zusätzlich erregt wird, wird das Tauchkolbenelement weiter axial in Richtung der Ausgabe bewegt, bis die axiale Bewegung des Tauchkolbenelements in Richtung der Ausgabeseite durch eine Anlage eines Anlageabschnitts des Tauchkolbenelements an einem Anlageabschnitt des Übertragungselements begrenzt wird.

Mit der Bewegung des Übertragungselements und des Tauchkolbenelements wird die Dichtung des Regelventils mit dem Unterdruckregeldichtventil des Kraftkolbens in Berührung gebracht, um die Verbindung zwischen der Druckkammer konstanten Drucks und der Druckkammer variablen Drucks zu unterbrechen. Daraufhin wird das Umgebungsregeldichtventil von der Dichtung entfernt, um der Umgebungsluft ein Einströmen in die Druckkammer variablen Drucks zu ermöglichen, so daß der Druck darin ansteigt. Der Druckunterschied zwischen dem Druck in der Druckkammer variablen Drucks und dem der Druckkammer konstanten Drucks erzeugt eine Antriebskraft, die die bewegliche Wand und den Kraftkolben axial in Richtung zur Ausgabeseite bewegt. Diese Antriebskraft wird zur Außenseite des Gehäuses durch die Ausgangsstange über die Reaktionsscheibe abgegeben.

Die Reaktionsscheibe wird durch die Stoßkraft des Kraftkolbens elastisch verformt, so daß sie sich in Richtung der Eingabeseite aufweitet (die Oberfläche des ausgabeseitigen Endes, das einer Ausgabeseite bei dem 3ten Gesichtspunkt gegenüberliegt), nämlich in Anlage gegen die vordere freie Endfläche des Übertragungselements, so daß eine Reaktionskraft auf das Übertragungselement aufgebracht wird (und die Eingabestange) . Da das Übertragungselement axial nach hinten in Richtung auf die Eingabeseite gestoßen wird, wird der Anlageabschnitt des Übertragungselements gegen den Anlageabschnitt des Tauchkolbenelements in Anlage gebracht und die Reaktionskraft, die durch die Reaktionsscheibe aufgebracht wird, ist größer als die Kraft die axialen Vorspannung, die durch den erregten Elektromagneten auf das Tauchkolbenelement aufgebracht wird, wobei das Tauchkolbenelement auch in Richtung zur Eingabeseite axial bewegt wird und die Umgebungsregeldichtung gegen die Dichtung zum Unterbrechen der Verbindungen zwischen der Druckkammer variablen Drucks und der Umgebung in Anlage gebracht wird.

Dadurch erreicht die Reaktionskraft, die auf die Reaktionsscheibe aufgebracht ist, ein Gleichgewicht mit der Eingabe, die auf das Übertragungselement aufgebracht ist. Der Betrag der Ausweitung der Reaktionsscheibe entspricht dem Betrag der Bewegung des Anlageabschnitts des Tauchkolbenelements bis zu dem Anlageabschnitt des Übertragungselements.

Wenn in diesem Gleichgewichtszustand eine weitere Vorspannkraft auf das Übertragungselement in Richtung der Ausgabeseite aufgebracht wird, überwindet das Übertragungselement die Reaktionskraft der Reaktionsscheibe, um sich axial in Richtung der Ausgabeseite zu bewegen. Das Tauchkolbenelement wird um einen Betrag bewegt, der der Bewegung des Übertragungselements entspricht. Durch die Bewegung des Tauchkolbenelements wird das Umgebungsregeldichtventil von der Dichtung des Regelventils versetzt, so daß es Umgebungsluft möglich ist, in die Druckkammer variablen Drucks einzudringen, so daß sich der Druck darin erhöht. Der Druckunterschied zwischen dem Druck in der Druckkammer variablen Drucks und dem der Druckkammer konstanten Drucks erzeugt eine Antriebskraft, die die bewegliche Wand und den Kraftkolben axial in Richtung der Ausgabeseite bewegt. Diese Antriebskraft wird durch die Ausgabestange über die Reaktionsscheibe zur Außenseite des Gehäuses abgegeben.

Die Reaktionsscheibe wird elastisch durch die Stoßkraft des Kraftkolbens verformt, um sich in Richtung der Eingabeseite (die Oberfläche des ausgabeseitigen Endes, das der Ausgabeseite bei dem 3ten Gesichtspunkt gegenüberliegt) in Anlage gegen die vordere freie Endfläche des Übertragungselements aufzuweiten, so daß eine Reaktionskraft auf das Übertragungselement (und die Eingabestange) aufgebracht wird. Da das Übertragungselement axial in Richtung zur Eingabeseite zurückgestoßen wird, wird der Anlageabschnitt des Übertragungselements gegen den Anlageabschnitt des Tauchkolbenelements in Anlage gebracht, so daß sich auch das Tauchkolbenelement axial in Richtung der Eingabeseite bewegt, um die Unterbrechung zwischen der Druckkammer variablen Drucks und der Umgebung aufzuheben. Dadurch erreicht die Reaktionskraft ein Gleichgewicht mit der dem Übertragungselement zugeführten Eingabe.

Wenn eine Eingabe weiter auf die Eingabestange (Übertragungselement) bei diesem Gleichgewichtszustand aufgebracht wird, dringt Umgebungsluft wieder in die Druckkammer variablen Drucks ein, um die Vorspannkraft zu vergrößern.

Wenn die Umgebungsluft, d. h. ein Grund- oder Hauptdruck, vollständig in die Druckkammer variablen Drucks eingedrungen ist und die durch das Unterdruckservogerät abgegebene Vorspannkraft gesättigt ist, wird eine weiter Eingabekraft auf die Eingabestange und das Übertragungselement durch die Ausgabestange über die Reaktionsscheibe abgegeben. Dadurch ist in diesem Zustand die Abgabe des Unterdruckservogeräts im wesentlichen gleich zur weiter auf das Eingabeelement (die Eingabestange) aufgebrachten Eingabe.

Der Rückkehrhub wird nun erläutert. Wenn das Bremspedal zurückgestellt wird und der Eingabebetrag auf die Eingabestange und das Übertragungselement verringert wird, bewegt sich das Übertragungselement axial in Richtung zur Eingabeseite. Da die Ausgabestange und die Reaktionsscheibe auch axial in Richtung zur Eingabeseite bewegt werden, verringert sich die Ausgabe. Der Ausgabeabfall während dieser Zeitspanne ist gleich dem Eingabeabfall an dem Eingabeelement.

Wenn die auf das Eingabeelement aufgebrachte Eingabe weiter verringert wird, bewegt sich das Übertragungselement axial in Richtung zur Eingabeseite. Bei einer solchen axialen Bewegung des Eingabeelements wird das Tauchkolbenelement auch bewegt, wobei das Umgebungsregeldichtventil gegen die Dichtung zum Unterbrechen der Verbindung der Druckkammer variablen Drucks und der Umgebung anliegt. Mit einer weiteren axialen Bewegung des Übertragungselements und des Tauchkolbenelements in Richtung zur Einlaßseite wird die Dichtung von dem Unterdruckregeldichtventil getrennt, so daß sich eine Verbindung zwischen der Druckkammer konstanten Drucks und der Druckkammer variablen Drucks einstellt. Da dadurch der Druckunterschied zwischen der Druckkammer konstanten Drucks und der Druckkammer variablen Drucks abfällt, werden die bewegliche Wand und der Kraftkolben in Richtung zur Eingabeseite bewegt. Durch diese Bewegung des Kraftkolbens wird auch die Ausgabestange und die Reaktionsscheibe axial in Richtung zur Eingabeseite bewegt, so daß sich die Ausgabe verringert. Der Ausgabeabfall während dieser Zeitspanne ist gleich dem Abfall der Vorspannkraft, die durch den Vorspannmechanismus des Unterdruckservogeräts aufgebracht wird.

Wenn durch die Erfassungseinrichtung beurteilt wird, daß der Eingabe- oder Ausgabebetrag einen Vorgabewert erreicht hat, wird die Stromzufuhr zu dem Elektromagneten unterbrochen, so daß das Tauchkolbenelement durch eine dritte Vorspanneinrichtung in Richtung zur Eingabeseite vorgespannt wird und dadurch axial in Richtung zur Eingabeseite bewegt wird. Mit einer weiteren Abnahme der Eingabe auf das Eingabeelement (Eingabestange) werden die Eingabestange und das Übertragungselement durch die zweite Vorspanneinrichtung axial in Richtung zur Eingabeseite vorgespannt und dadurch axial in Richtung zur Eingabeseite bewegt. Das Unterdruckservogerät wird in seine ursprüngliche Position zurückgesetzt, d. h. in den betriebsfreien Zustand.

Der erste und zweite Vorgabewert wird so gesetzt, daß die "Begrenzungsabschnitte" und der "Zugabeabschnitt" die Funktionen hervorbringt, die bei den 1ten bis 3ten Gesichtspunkten beschrieben sind.

Wenn der Elektromagnet auf das Tauchkolbenelement wirkt, wenn z. B. das Bremspedal plötzlich betätigt wird, verlaufen die Orte der Bewegung der Eingabe und Ausgabe des Unterdruckservogeräts durch die zweite Betriebslinie in dem Betriebsdiagramm, das die Eingabe und die Ausgabe als die beiden Koordinatenachsen hat, wie bei der Beschreibung der Lösung der Aufgabe gemäß den verschiedenen Gesichtspunkten beschrieben ist.

Wenn der Elektromagnet nicht auf das Tauchkolbenelement wirkt, wie z. B. während des normalen Bremsaufkommens, verlaufen die Orte der Bewegung der Eingabe und Ausgabe des Unterdruckservogeräts durch die erste Betriebslinie, wie bei der Beschreibung der Lösung der Aufgabe gemäß den verschiedenen Gesichtspunkten beschrieben ist.

Der Unterschied zwischen den Ausgaben der beiden Betriebslinien entspricht dem zusätzlichen Sprungbetrag.

Bei dem Betrieb des Unterdruckservogeräts gemäß dem 4ten Gesichtspunkt der Erfindung erfaßt, wenn der Fahrer das Bremspedal plötzlich niederdrückt, die Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Bremsbetätigungsgeschwindigkeit dieses plötzliche Niederdrücken des Bremspedals und der Elektromagnet wird ansprechend auf diese Erfassung erregt, wobei das Tauchkolbenelement um einen Betrag, der der Bewegung des Übertragungselements entspricht, als Folge einer axialen Bewegung des Übertragungselements in Richtung zur Ausgabeseite bewegt wird, die durch das Bremsaufbringen verursacht wird. Da der Elektromagnet zusätzlich erregt wird, bewegt sich das Tauchkolbenelement weiter axial zur Ausgabe, bis die axiale Bewegung des Tauchkolbenelements in Richtung zur Ausgabeseite durch eine Anlage eines Anlageabschnitts des Tauchkolbenelements auf dem Anlageabschnitt des Übertragungselements begrenzt wird. Die Entfernung der Bewegung, die erforderlich ist, um den Anlageabschnitt des Tauchkolbenelements gegen den Anlageabschnitt des Übertragungselements in Anlage zu bringen, verändert sich in Abhängigkeit der Eingabelast. Die Erläuterung des nachfolgenden Betriebs wird weggelassen, da er ähnlich zu dem des oben beschriebenen Unterdruckservogeräts ist.

Dadurch ist bei den Unterdruckservogeräten des 1ten bis 3ten Gesichtspunkts der zusätzliche Sprungbetrag im wesentlichen gleich, selbst wenn sich der Eingabebetrag verändert. Bei dem Unterdruckservogerät des 4ten Gesichtspunkts verändert sich jedoch der zusätzliche Sprungbetrag in Abhängigkeit des Eingabebetrags.

Der Betrieb des Unterdruckservogeräts gemäß dem 5ten Gesichtspunkt ist wie folgt: Wenn der Fahrer das Bremspedal plötzlich betätigt, erfaßt beispielsweise eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit diese plötzliche Bremspedalbetätigung und der Elektromagnet wird auf Grundlage einer solchen Erfassung erregt, wobei das Tauchkolbenelement durch die Elektromagneterregung auch axial in Richtung zur Ausgabeseite bewegt wird. Der Anlageabschnitt des Tauchkolbenelements wird in Anlage mit dem Anlageabschnitt des Übertragungselements gebracht, um die axiale Bewegung des Tauchkolbenelements in Richtung zur Ausgabeseite zu begrenzen. Die Entfernung der Bewegung, die dazu erforderlich ist, den Anlageabschnitt des Tauchkolbenelements gegen den Anlageabschnitt des Übertragungselements in Anlage zu bringen, wird mit steigender Eingabelast vergrößert. Der nachfolgende Betrieb ist ähnlich zu dem des oben beschriebenen Unterdruckservogeräts und daher wird dessen Beschreibung aus Gründen der Kürze weggelassen.

Daher ist bei dem Unterdruckservogerät des 1ten bis 3ten Gesichtspunkts der zusätzliche Sprungbetrag im wesentlichen gleich, selbst wenn sich der Eingabebetrag verändert. Bei dem Unterdruckservogerät des 5ten Gesichtspunkts steigt jedoch der zusätzliche Sprungbetrag in Abhängigkeit von dem Eingabebetrag an.

Der Betrieb des Unterdruckservogeräts gemäß dem 6ten Gesichtspunkt ist wie folgt: Wenn der Fahrer das Bremspedal plötzlich betätigt, erfaßt beispielsweise eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit diese plötzliche Bremspedalbetätigung und der Elektromagnet wird durch eine solche Erfassung erregt, wobei das Tauchkolbenelement um einen Bewegungsbetrag des Übertragungselements in Richtung zur Ausgabeseite bewegt wird, der durch das Bremsaufkommen verursacht wird. Zusätzlich wird aufgrund der Elektromagneterregung das Tauchkolbenelement weiter axial in Richtung zur Ausgabeseite bewegt, so daß der Anlageabschnitt des Tauchkolbenelements in Anlage gegen den Anlageabschnitt des Übertragungselements gebracht wird, um die axiale Bewegung des Tauchkolbenelements in Richtung zur Ausgabeseite zu begrenzen. Die Entfernung der Bewegung, die dazu erforderlich ist, daß der Anlageabschnitt des Tauchkolbenelements gegen den Anlageabschnitt des Übertragungselements in Anlage gebracht wird, vergrößert sich in Abhängigkeit der Verformung des elastischen Elements entsprechend dem Niederdrückbetrag des Bremspedals. Der nachfolgende Betrieb ist ähnlich dem des oben beschriebenen Unterdruckservogeräts und wird daher weggelassen. Daher ist bei dem Unterdruckservogerät gemäß dem 1ten bis 3ten Gesichtspunkt der zusätzliche Sprungbetrag im wesentlichen gleich, selbst wenn sich der Eingabebetrag verändert. Bei dem Unterdruckservogerät des 6ten Gesichtspunkts verändert sich jedoch der zusätzliche Sprungbetrag in Abhängigkeit des Eingabebetrags.

Der Betrieb des Unterdruckservogeräts gemäß dem 7ten Gesichtspunkt ist wie folgt: Wenn der Fahrer das Bremspedal plötzlich betätigt, erfaßt beispielsweise eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit diese plötzliche Bremspedalbetätigung und der Elektromagnet wird durch eine derartige Erfassung erregt, wobei das Eingabeaufnahmeelement als eines der Bauteile des Übertragungselements axial in Richtung zur Ausgabeseite durch die Bremsbetätigung bewegt wird, wenn sich das elastische Element verformt. Das Eingabeaufnahmeelement stößt gegen ein Element des Übertragungselements (wie beispielsweise ein erstes Übertragungselement in dem Ausführungsbeispiel) über das elastische Element, um das erste Übertragungselement und damit das Übertragungselement in Richtung zur Ausgabeseite axial zu bewegen. Durch die axiale Bewegung des Übertragungselements zur Ausgabeseite wird das Tauchkolbenelement auch um einen Betrag bewegt, der der Bewegung des Übertragungselements entspricht. Durch die Elektromagneterregung wird das Tauchkolbenelement zusätzlich weiter axial in Richtung zur Ausgabeseite bewegt, so daß der Anlageabschnitt des Tauchkolbenelements in Anlage gegen den Anlageabschnitt des Übertragungselements gebracht wird, um die axiale Bewegung des Tauchkolbenelements in Richtung zur Ausgabeseite zu begrenzen. Die Entfernung der Bewegung, die dazu erforderlich ist, den Anlageabschnitt des Tauchkolbenelements gegen den Anlageabschnitt des Übertragungselements in Anlage zu bringen, wird mit steigender Eingabelast vergrößert, d. h. aufgrund der Verformung eines elastischen Elements entsprechend dem Niederdrückbetrag des Bremspedals. Der nachfolgende Betrieb ist ähnlich zu dem des oben beschriebenen Unterdruckservogeräts und wird daher in der Beschreibung weggelassen. Dadurch ist bei dem Unterdruckservogerät des 1ten bis 3ten Gesichtspunkts der zusätzliche Sprungbetrag im wesentlichen der gleiche, selbst wenn der Eingabebetrag verändert wird. Bei dem Unterdruckservogerät gemäß dem 7ten Gesichtspunkt verändert sich jedoch der zusätzliche Sprungbetrag mit dem Eingabebetrag.

Die verdienstvollen Wirkungen der Erfindung werden wie folgt zusammengefaßt:
Wie oben beschrieben wurde, ist erfindungsgemäß ein derartiges Unterdruckservogerät vorgesehen, bei dem, wenn ansprechend auf Fahr- oder Bremsaufbringbedingungen zusätzlich zu den Eingabebedingungen durch den Fahrzeugfahrer die Geschwindigkeit der Bremspedalbetätigung durch den Fahrer einen Schwellwert übersteigt, beispielsweise während einer Notbremsung, ein in dem Servogerät vorgesehener Elektromagnet erregt wird, um eine Ausgabe zu ergänzen, die sich von der Vorspannkraft durch die Eingabe unterscheidet. Die zu ergänzende Vorspannkraft wird geeignet so gewählt, daß eine Ausgabe des Unterdruckservogeräts schnell ansprechend auf die verringerte Eingabe der Bremspedalbetätigung während des Rückwärtshubs verringert wird, um die Absicht des Bedieners direkt wiederzuspiegeln.

Mit dem Aufbau des 4ten und 7ten Gesichtspunkts wird, da der erste Vorgabewert ansprechend auf Veränderungen einer Eingabelast verändert wird, d. h., durch Veränderung der Neigung der Betriebslinie vor und nach dem zusätzlichen Sprung, der Unterschied zwischen der normalen Bremsung und der Notbremsung verringert und eine ruhige Bremsvorspannungsergänzungskraft kann erzeugt werden.

Bei dem Aufbau des 7ten Gesichtspunkts ist ein elastisches Element vorgesehen, das die Rolle einer hermetischen Dichtung zwischen Elementen spielt, die das Übertragungselement bilden (d. h. zwischen der Eingabestange (Eingabeaufnahmeelement) und dem ersten Übertragungselement). Es sollte bemerkt werden, daß es, wenn das Übertragungselement aufgeteilt ist und das Eingabeaufnahmeelement vorgesehen ist, notwendig wird, eine derartige hermetische Dichtung zwischen der Eingabestange (Eingabeaufnahmeelement) und dem ersten Übertragungselement vorzusehen.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht entlang der Eingabe- /Ausgabeachse eines Unterdruckservogeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die wesentliche Teile der Fig. 1 zeigt, die das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der Fig. 1, die das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 4 ist eine Graphik, die die Leistung eines Unterdruckservogeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Richtung entlang der Eingabe-/Ausgabeachse eines Unterdruckservogeräts gemäß einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt die Abwandlung der vorliegenden Erfindung und ist eine vergrößerte Ansicht der wesentlichen Teile der Fig. 5.

Fig. 7 ist eine Graphik, die die Leistung des Unterdruckservogeräts gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 8 ist eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Eingabe-/Ausgabewelle eines herkömmlichen Unterdruckservogeräts.

Fig. 9 ist eine Graphik, die die Leistung eines herkömmlichen Unterdruckservogeräts zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert erläutert. In der folgenden Beschreibung bedeutet der vordere Abschnitt und das vordere Ende die Richtung der Ausgabeseite des Unterdruckservogeräts, während der hintere Abschnitt und das hintere Ende die Richtung dessen Eingabeseite bedeutet. Die Eingabe-/Ausgabewelle bedeutet die Eingabe-/Ausgabewelle des Unterdruckservogeräts und die Mittenachse ist parallel zu der Eingabe-/Ausgabewelle. Die radiale Richtung bedeutet eine Richtung senkrecht auf der Eingabe-/Ausgabewelle des Unterdruckservogeräts.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht entlang der Richtung der Eingabe-/Ausgabewelle eines Unterdruckservogeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 stellt wesentliche Abschnitte der Fig. 1 im vergrößerten Maßstab dar. Fig. 3 stellt ein Teil der Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab dar. Fig. 4 ist eine Graphik, die die Leistung des Unterdruckservogeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Unterdruckservogerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels bei einem Bremskraftverstärker für ein Fahrzeug angewendet. Das Unterdruckservogerät hat einen vorstehenden Abschnitt an seiner Eingabeseite, der mit der Umgebung in Verbindung steht, und auch ein im wesentlichen kegelförmiges Gehäuse 2 an seiner Ausgabeseite, das einen Einlaß 2a hat, der mit einem Einlaßkrümmer eines nicht gezeigten Motors verbunden ist. Mit der Endfläche des vorstehenden Abschnitts des Gehäuses 2 ist ein Rohr in Balgenform verbunden, das im wesentlichen entlang der Eingabe-/Ausgabewelle und der Eingabestange 11 bewegbar ist, die mit einem nicht gezeigten Bremspedal verbunden ist, das durch den Fahrer betätigt wird. In das Gehäuse 2 und das balgenförmige Rohr ist ein Kraftkolben 10 eingefügt, der als Doppelrohr mit einem Fluidkanal ausgebildet ist, und eine bewegliche Rückwand 5, eine feste Wand 3 und eine bewegliche Vorderwand 4 sind zusammengesetzt, die jeweils im wesentlichen in der Form einer Membran ausgebildet sind.

Die Rückwand des Gehäuses 2 und die bewegliche Rückwand 5 begrenzen eine hintere Druckkammer 9 variablen Drucks, während Seitenwandabschnitte der hinteren beweglichen Wand 5, die feste Wand 3 und das Gehäuse 2 eine hintere Druckkammer 8 konstanten Drucks begrenzen. Die feste Wand 3 und die bewegliche Vorderwand 4 begrenzen eine vordere Druckkammer 7 variablen Drucks, während die bewegliche Vorderwand 4 und die Seitenwand- und Vorderwandabschnitte des Gehäuses 2 eine vordere Druckkammer 6 konstanten Drucks begrenzen.

Der äußere Umfangsteil der beweglichen Rückwand 5 wird durch das Gehäuse 2 gestützt, um die hintere Druckkammer 9 variablen Drucks und die hintere Druckkammer 8 konstanten Drucks luftdicht zu halten. Die bewegliche Rückwand 5 wird zur Ausgabeseite im wesentlichen entlang der Eingabe-/Ausgabewelle durch Umgebungsluft, die in die hintere Druckkammer 9 variablen Drucks strömt, und durch Unterdruck der hinteren Druckkammer 8 konstanten Drucks bewegt. Durch diese Bewegung wird der Kraftkolben 10 im wesentlichen entlang der Eingabe- /Ausgabewelle bewegt (Hubbewegung).

Der äußere Umfangsabschnitt der beweglichen Vorderwand 4 ist zur Aufrechterhaltung der Luftdichtheit der vorderen Druckkammer 7 variablen Drucks und der vorderen Druckkammer 6 konstanten Drucks gestützt. Die bewegliche Vorderwand 4 wird im wesentlichen entlang der Eingabe-/Ausgabewelle durch Umgebungsluft, die in die vordere Druckkammer 7 variablen Drucks strömt, und durch einen Unterdruck in der vorderen Druckkammer 6 konstanten Drucks bewegt. Durch diese Bewegung wird der Kraftkolben 10 in Richtung zur Auslaßseite im wesentlichen entlang der Eingabe-/Ausgabewelle bewegt (Hubbewegung).

Die hintere Druckkammer 9 variablen Drucks und die vordere Druckkammer 7 variablen Drucks, die zusammen einen Satz Druckkammern variablen Drucks bilden, sind in dauerhafter Verbindung miteinander, während sie wahlweise durch eine Umgebungsregeldichtung 23b mit der Umgebung in Verbindung stehen oder davon getrennt werden, die von einer Umgebungsregeldichtung 25a getrennt wird oder mit ihr in Verbindung gebracht wird, die an dem eingabeseitigen Ende eines zweiten Tauchkolbenelements 25 vorgesehen ist. Die hintere Druckkammer 8 konstanten Drucks und die vordere Druckkammer 6 konstanten Drucks, die einen Satz Druckkammern konstanten Drucks bilden, sind dauerhaft miteinander in Verbindung. Die Druckkammern 9, 7 variablen Drucks und die Druckkammern 8, 6 konstanten Drucks werden wahlweise durch einen Unterdruckregeldichtung 23a wahlweise miteinander in Verbindung gebracht oder voneinander getrennt, die von einem Unterdruckregeldichtungsventil 10a getrennt wird oder mit ihm in Kontakt gebracht wird, das an der Innenfläche des Kraftkolbens 10 ausgebildet ist und zu der Einlaßseite vorsteht.

Die hintere Druckkammer 8 konstanten Drucks und die vordere Druckkammer 6 konstanten Drucks sind über einen Einlaß 2a mit einem nicht gezeigten Motoreinlaßkrümmer in Verbindung, der als Unterdruckquelle dient und stehen dauernd unter einem Unterdruck.

In das Gehäuse 2 ist die Eingabestange 11 eingefügt und Ventilelemente sind beispielsweise in dem im wesentlichen rohrförmigen Kraftkolben 10 mit einem vergrößerten Durchmesser an der Ausgabeseite untergebracht, die sich entlang der Eingabe-/Ausgabewelle von dem vorstehenden Ende des Gehäuses 2 erstrecken.

Die inneren Umfangs enden der beweglichen Rückwand 5 und der beweglichen Vorderwand 4 werden in dieser Reihenfolge auf dem äußeren Umfang des Kraftkolbens 10 von der Eingabeseite in Richtung zur Ausgabeseite des Unterdruckservogeräts gestützt, um die Druckkammer 9, 7 variablen Drucks und die Druckkammern 8, 6 konstanten Drucks luftdicht zu halten.

Das innere Umfangsende der festen Wand 3 ist gegen die Seite der beweglichen Vorderwand 4 in Anlage gebracht, um die hintere Druckkammer 8 konstanten Drucks und die vordere Druckkammer 9 variablen Drucks luftdicht zu halten.

Der Kraftkolben 10 wird durch die Hubbewegung im wesentlichen entlang der Eingabe-/Ausgabewelle des Unterdruckservogeräts bewegt, da der Kraftkolben in Anlage gebracht ist und über die bewegliche Vorderwand 4 gegen das innere Umfangsende der festen Wand 3 geschoben wird. Die bewegliche Rückwand 5 und die bewegliche Vorderwand 4 werden durch diese Hubbewegung bewegt.

Die Eingabestange 11 ist an dem Eingabeende des Unterdruckservogeräts angeordnet. Das hintere Ende der Eingabestange 11 steht aus dem Gehäuse 2 vor und ist mit einem nicht gezeigten Bremspedal verbunden, während ihr vorderes Ende über eine eingabeseitige Endfläche des vorstehenden Abschnitts des Gehäuses 2 in das Innere des Kraftkolbens 10 eingefügt ist und sich entlang seiner Mittenwelle erstreckt.

Ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser des Kraftkolbens 10 ist entlang des inneren Umfangs des balgenförmigen Rohrs eingefügt, das mit den vorstehenden Abschnitt des Gehäuses 2 verbunden ist und das mit der Bewegung der Eingabestange 11 durch Zusammendrücken verformt wird. Auf dem eingabeseitigen Endabschnitt der Eingabestange 11 ist ein ringförmiger Filter oder ein Dämpfer im wesentlichen koaxial zu der Eingabestange 11 aufgepaßt.

Am äußeren Umfang der Eingabestange 11 ist ein Halter angeordnet.

An der Ausgabeseite des Halters ist ein Regelventil 23 montiert, das entlang der Mittenwelle liegt.

Das Regelventil 23 besteht aus einem ersten und einem zweiten Bauteil, wobei das erste Bauteil aus zwei Elementen besteht, nämlich dem Unterdruckregeldichtabschnitt 23a und einer stützenden Ringplatte (die durch Vulkanisieren an dem Dichtabschnitt angeklebt ist) . Das zweite Bauteil besteht aus vier Elementen, nämlich einem Umgebungsregeldichtelement 23b, einem unterstützenden ersten Rohr mit einem nach innen zeigenden Flansch zum einstückigen Stützen des Dichtabschnitts 23b, einem zweiten ringförmigen Element mit einem ringförmig aufweitbaren Abschnitt 23c und einem hinteren Montageendabschnitt 23d, und einer ringförmigen Platte, die das hintere Montageelement 23d verstärkt. Diese vier Elemente sind miteinander durch Vulkanisieren verklebt. Das erste und zweite Bauteil sind miteinander durch Verstemmen des vorderen Endes des ersten ringförmigen Elements in Richtung des inneren Umfangsabschnitts verbunden, wobei das erste Bauteil luftdicht auf eine Schulter aufgepaßt ist, die an dem inneren Abschnitt des vorderen Endes des ersten ringförmigen Elements ausgebildet ist. Das Regelventil 23 ist luftdicht an der inneren Umfangsfläche des Kraftkolbens 10 mit dem hinteren Montageelement 23d befestigt.

An dem inneren Umfang des Regelventils 23 ist ein erstes Vorspannelement 21 montiert, das die Dichtabschnitte 23a, 23b des Regelventils 23 in Richtung der Dichtventile 10a, 25a vorspannt. Zwischen die ringförmige Platte, die das hintere Montageelement 23d und einen Halter verstärkt, der am äußeren Umfang der Eingabestange 11 angeordnet ist, ist ein zweites Vorspannelement 24 zusammengedrückt zwischengesetzt, das die Eingabestange 11 in Richtung zur Eingabeseite vorspannt.

Das Umgebungsregelventildichtelement 25a des zweiten Tauchkolbenelements 25, das in die Innenseite des ersten ringförmigen Elements des Regelventils 23 eingefügt ist (siehe Fig. 2) kann radial einwärts und auswärts vergrößert werden, während das Umgebungsregeldichtventil 25a im engen Kontakt mit dem Umgebungsregeldichtabschnitt 23b bleiben kann oder davon getrennt werden kann. Das zweite Tauchkolbenelement 25 ist mit seinem ausgabeseitigen Ende mit dem ersten Tauchkolbenelement 18 verbunden und seine Innenumfangsfläche ist mit einer Anlagefläche 25d ausgebildet.

Die Ausgabeseite des Unterdruckregeldichtabschnitts 23a liegt dem Unterdruckregeldichtventil 10a gegenüber, das mit dem Dichtabschnitt 23a in Anlage bringbar ist oder davon getrennt werden kann.

An der vorderen Seite des Ausgabeendes der Eingangsstange 11 ist ein Übertragungselement 12 angeordnet, das aus einem ersten Übertragungselement 12a, einem zweiten Übertragungselement 12b und einem dritten Übertragungselement 12c besteht, die sich im wesentlichen entlang der Eingabe- /Ausgabewelle erstrecken.

Die Eingabeseite des ersten Übertragungselements 12a ist mit einer Anlagefläche 12d ausgebildet, die der Anlagefläche 25d gegenüberliegt. Ein rohrförmiger Abschnitt ist von der Anlagefläche 12d in Richtung zur Eingabeseite erstreckend ausgebildet und ist mit der Eingabestange 11 im Eingriff, indem er das kugelige vordere Ende der Eingabestange 11 umgibt.

An der inneren Umfangsfläche des zweiten Tauchkolbenelements 25 ist ein drittes Vorspannelement 27 zusammengedrückt zwischengesetzt, wobei die Anlagefläche 12d eine Stützfläche ist, um das zweite Tauchkolbenelement 25 in Richtung zur Eingabeseite vorzuspannen. Die Anlagefläche 25d kann gegen die Anlagefläche 12d in Anlage gebracht werden oder davon getrennt werden.

Das erste Übertragungselement ist mit einem Vorsprung (Nabe) 12e ausgebildet, der der Anlagefläche 25d mit einem Anschlag gegenüberliegt, der einen übermäßigen Hub des Übertragungselements 12 zwischen diesen zu verhindert und nach außen axial vorsteht, um gegen eine Schulter 18e des ersten Schulterelements 18 in Anlage gebracht zu werden oder davon getrennt zu werden. Durch die axiale Bewegung der Eingabestange 11 und des Übertragungselements 12 in Richtung zur Ausgabeseite kann dadurch das erste Tauchkolbenelement 18 und das zweite Tauchkolbenelement 25 auch in Richtung zur Ausgabeseite axial bewegt werden.

Das dritte Übertragungselement 12c hat einen scheibenförmigen Abschnitt mit einem aufgeweiteten Durchmesser, der in dem Reaktionsscheibenhalter 16 aufgenommen ist, wobei der scheibenförmige Abschnitt mit seiner Eingabeseite einer Bodenfläche einer Vertiefung gegenüberliegt, die in dem Reaktionsscheibenhalter 16 ausgebildet ist, während ihr ausgabeseitiges Ende der Reaktionsscheibe 14 gegenüberliegt.

Der Reaktionsscheibenhalter 16 ist fest mit dem Kraftkolben 10 ausgebildet oder auf dem Kraftkolben selbst ausgebildet und erstreckt sich zur Ausgabeseite. Der Reaktionsscheibenhalter hat auch einen rohrförmigen Abschnitt, der sich von dessen Ausgabeendfläche erstreckt. Der innere Umfangsabschnitt der Ausgabeendfläche des Reaktionsscheibenhalters 16 liegt an dem äußeren Umfang der eingabeseitigen Endfläche der Reaktionsscheibe 14 an. Die Reaktionsscheibe 14 ist in engem Berührungskontakt auf den inneren Umfangsflächen des rohrförmigen Abschnitts und der ausgabeseitigen Endfläche des Reaktionsscheibenhalters 16 aufgepaßt.

Zwischen der äußeren Umfangsfläche der ausgabeseitigen Endfläche des Reaktionsscheibenhalters 16 und einem Halter, der mit der Innenwand des Gehäuses 2 in Berührung steht, ist ein viertes Vorspannelement 28 zusammengedrückt zwischengesetzt.

An der vorderen Seite der Ausgabeseite der Reaktionsscheibe 14 ist eine im wesentlichen nietenförmige Ausgabestange 15 montiert, die sich entlang der Mittenachse erstreckt. Die Ausgabestange 15 ist mit ihrer eingabeseitigen Endfläche des ebenen Abschnitts in engem Berührungskontakt mit der Reaktionsscheibe 14. Eine Bremsvorrichtung, die ein nicht gezeigtes hydraulisches System umfaßt, ist an der Ausgabeseite vorgesehen. Die Ausgabestange 15 betätigt die Bremsvorrichtung hydraulisch, um eine hydraulische Reaktionskraft über die Reaktionsscheibe 14 und das Übertragungselement 12 von der Eingabestange 11 aufzubringen.

Die ausgabeseitige Endfläche des ersten Tauchkolbenelements 18 ist mit einem Vorsprung 18a ausgebildet. Eine Vertiefung 16a ist ausgebildet, die dem Vorsprung 18a gegenüberliegt.

An der äußeren Umfangsfläche des ersten Tauchkolbenelements 18 und an der äußeren Umfangsfläche des Kraftkolbens 10 ist eine Elektromagnetspule 17 ausgebildet.

Bei dem Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind vier Spalte ausgebildet. In Fig. 2 sind diese Spalte in einem betriebsfreien Zustand gezeigt.

Ein Spalt D ist ein Spalt zwischen dem Unterdruckregeldichtabschnitt 23a des Regelventils 23 und dem Unterdruckregeldichtventil 10a (ein Spalt, durch den die Druckkammern 7, 9 variablen Drucks und die Druckkammern 6, 8 konstanten Drucks miteinander im stationären Zustand oder beim Rückkehrhub in Verbindung stehen).

Ein Spalt B ist ein Spalt zwischen der Oberfläche des Vorsprungs 18a des ersten Tauchkolbens 18, der auf dem Reaktionsscheibenhalter 16 ausgebildet ist, und der Oberfläche der Vertiefung 16a, die dem Vorsprung 18a gegenüberliegt. Der Spalt B dient zum Anziehen des ersten und zweiten Tauchkolbens 18, 25.

Ein Spalt A ist ein Spalt zwischen der Anlagefläche 12d des ersten Übertragungselements 12a und der Anlagefläche 25d des zweiten Tauchkolbens 25. Er nimmt einen ersten Vorgabewert in einem betriebsfreien Zustand ein. Der Spalt A wird zu "0", wenn das erste und zweite Tauchkolbenelement 18, 25 aufgrund einer Anlage der Flächen 12d und 25d angezogen werden, wobei die gesamte Länge eines Luftventils, d. h., eine Länge von dem vordersten Ende der Ausgabeseite des Übertragungselements 12 zu dem vordersten Ende der Eingabeseite des zweiten Tauchkolbens 25 in einem zusammengezogenen Zustand ist.

Ein Spalt C₁ ist ein Spalt zwischen der scheibenförmigen ausgabeseitigen Endfläche mit großem Durchmesser des dritten Übertragungselements 12c und der eingabeseitigen Endfläche der Reaktionsscheibe 16.

Ein Spalt C₂ nimmt einen zweiten Vorgabewert in einem betriebsfreien Zustand an und ist ein Spalt zwischen der scheibenförmigen eingabeseitigen Endfläche mit großem Durchmesser des dritten Übertragungselements 12c und der Bodenfläche einer Vertiefung, die in dem Reaktionsscheibenhalter 16 ausgebildet ist. Der Spalt C₂ bildet einen Wert, um eine Rückwärtsbewegung des Übertragungselements 12c während des Rückkehrhubs oder bei einer Veränderung der Sprungcharakteristiken zu ermöglichen.

Die Spalte sind so gewählt, daß zumindest C₂ + D A und vorzugsweise C₂ < A, wobei der Wert C2 so gewählt ist, daß er bemerkenswert größer ist. Der Spalt B ist vorzugsweise so gewählt, daß er größer als A oder C ist.

Der Wert des Spalts A bestimmt eine Ausgabe "aufwärts" (Anstieg), die dem Verformungswiderstand der Reaktionsscheibe 14 entspricht.

Erläuterung des Betriebs

Der Betrieb des Unterdruckservogeräts des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird in der Abfolge des normalen Betriebs und des Betriebs im Falle der zusätzlichen Elektromagneterregung erläutert.

Normaler Betrieb - Vorwärtshub

Der Vorwärtshub findet statt, wobei der Luftventilsitz und der Unterdruckventilsitz in einem geschlossenen Zustand sind, d. h., wobei das Umgebungsregeldichtventil 25a auf dem Umgebungsdichtabschnitt 23b sitzt und wobei das Unterdruckregeldichtventil 10a auf dem Unterdruckregeldichtabschnitt 23a aufsitzt, und wobei die Ventile und Ventilsitze wiederholt geöffnet und geschlossen werden. Dadurch wirken die Spalte, so daß D → 0, A → A, C₁ → C₁ - D und C₂ → C₂ + D erfüllt ist. Die Reaktionsscheibe 14, die in Richtung zur Eingabeseite getrieben wird (im Leerlauf bewegt wird), bis die Eingabe den Wert f₂ annimmt, erreicht das Übertragungselement 12c nicht und ergibt eine leicht springende Ausgabe. Die Spalte C₁-D werden dann durch die Reaktionsscheibe 14 aufgehoben, die im Leerlauf bewegt wird, so daß der Betrieb nun auf einer Betriebslinie erfolgt, wobei ein Kraftverstärkungsverhältnis vorherrscht, das durch das Verhältnis der Fläche der Reaktionsscheibe 14 zur Fläche der vorderen Endfläche des Übertragungselements 12c eingestellt ist.

Der Betrieb während dieser Zeit erfolgt entlang der ersten Betriebslinie.

Nachdem der Sättigungspunkt der Verstärkungskraft (Totpunkt) des Servogeräts überschritten ist, entspricht ein Anstieg der Ausgabe nur einem Anstieg der Eingabe, so daß eine von dem Totpunkt ausgehende Linie eine geklappte (gebogene) Linie wie eine polygonale Kante wird.

Während des Rückkehrhubs tritt eine Ventilumkehr aufgrund einer Reaktionskraft von der Ausgabeseite auf, wobei der Luftventilsitz und der Unterdruckventilsitz im wesentlichen mit dem Abfall der Eingabe f im Eingriffszustand sind, d. h., wobei der Umgebungsregeldichtabschnitt 25a auf dem Umgebungsregeldichtabschnitt 23b aufsitzt und wobei das Unterdruckregeldichtventil 10a auf dem Unterdruckregeldichtabschnitt 23a aufsitzt. Zu diesem Zeitpunkt treten wiederholt Ventilöffnungs- und Schließbewegungen auf. Nachdem die Reaktionskraft von der Ausgabe aufhört, d. h., zu einem Zeitpunkt, zu dem die Ausgabe auf die Ausgabe f₂ springt, drückt die Feder 24 das Regelventil 23 über die Eingabestange 11 und den zweiten Tauchkolbenelement 25 nieder. Dadurch wird das Unterdruckregeldichtventil 10a von dem Unterdruckregeldichtabschnitt 23a gelöst, um den Spalt D sicherzustellen, so daß die Rückkehr vervollständigt wird, wobei die Ausgabe gleich "0" ist.

Betrieb mit nachfolgender Elektromagneterregung

Wenn beim Aufbringen der Bremskraft eine Eingabe bis zu der Eingabe f₁ aufgebracht wird und wenn aufgrund eines Regelsignals beurteilt wird, daß im Verlauf der Bremsbetätigung eine Bremskraftverstärkung notwendig ist, wie beispielsweise beim Notbremsen, wird der Elektromagnet betätigt, um den ersten Tauchkolben 18 anzuziehen.

Dadurch verändern sich die Spalte gegenüber zu den im normalen Betriebszustand vorherrschenden mit der Eingabe f₁, wie oben beschrieben verändert. Das heißt, daß der Spalt so verändert wird, daß A → 0, weil der erste und zweite Tauchkolben 18, 25 durch den Elektromagneten 17 angezogen werden. Das Ergebnis besteht darin, daß die Länge von dem hinteren Ende des zweiten Tauchkolbens 25 zu dem vorderen Ende des Übertragungselements 12c um eine Länge A verkürzt wird. Dadurch kann Luft von dem Luftventil (ein Spalt zwischen dem Umgebungsregeldichtabschnitt 23b und dem Umgebungsregeldichtventil 25a) in die Druckkammern 9, 7 variablen Drucks einströmen, um die Ausgabe zu verstärken.

Wenn die Eingabe f1 nachfolgend aufrechterhalten wird, wird die Reaktionsscheibe 14 aufgrund der angestiegenen Ausgabe in Richtung zur Eingabeseite getrieben (bewegt). Dadurch werden die Elemente von dem Übertragungselement 12c zu der Eingabestange 11 zurückgestoßen, so daß wieder das Umgebungsdruckregeldichtventil 25a und das Unterdruckregeldichtventil 10a im wesentlichen jeweils auf dem Umgebungsdruckregeldichtabschnitt 23b und auf dem Unterdruckregeldichtabschnitt 23a aufsitzen. Das bedeutet, daß der Luftventilsitz und der Unterdruckventilsitz im wesentlichen im Eingriffszustand sind. Der Betrag des Rückstoßes ist gleich der gekürzten Länge A.

Die Spaltzustände sind somit derart, daß C₁ - D → C₁ - D + A und C₂ + D → C₂ + D - A ist.

Das bedeutet, daß, wenn die Eingabe f₁ aufrechterhalten wird, nachdem der Elektromagnet 17 bei der Eingabe f₁ betätigt ist, eine angestiegene Ausgabe, die dem Betrag der Bewegung der Reaktionsscheibe 14 entspricht, die einem Anstieg A des Spalts C₁ entspricht, dem Anstieg des zusätzlichen Sprungbetrags entspricht, so daß die Ausgabe im Leistungsdiagramm von dem Punkt a₁ zu dem Punkt b₁ ansteigt. Das Intervall zwischen dem Punkt a₁ und dem Punkt b₁ stellt den "zusätzlichen Sprungbetrag" dar.

Wenn die Eingabe weiter von diesem Zustand ansteigt oder abfällt, ist der Betrieb so wie bei dem herkömmlichen Servogerät, d. h. der Betrieb entsprechend der Betriebslinie b (zweite Betriebslinie), die denselben Gradienten wie die Betriebslinie a hat, wird erzeugt.

Wenn die Eingabe weiter ansteigt erreicht die Verstärkungskraft eine Sättigung am Punkt S. Das heißt, daß der Druck in den Druckkammern 7 und 9 variablen Drucks nahezu gleich dem Umgebungsdruck ist. Das bedeutet, daß das Umgebungsdruckventil geöffnet ist, d. h., daß das Umgebungsregeldichtventil 25a von dem Umgebungsregeldichtabschnitt 23b getrennt ist. Die Elemente von der Eingangsstange 11 bis zum Übertragungselement 12c bilden eine Einheit und stoßen die Reaktionsscheibe 14 in Richtung zur Ausgabeseite, um den Umgebungsregeldichtabschnitt 23b zu öffnen. In diesem Zustand ist der Eingabeanstieg gleich einem Ausgabeanstieg.

Der Rückkehrhub wird nun erläutert, wobei ein Beispiel herangezogen wird, bei dem der Betrieb über den Verstärkungssättigungspunkt S durchgeführt wurde.

Wenn eine Eingabe bis zu dem Wert f₃ aufgebracht wird, entwickelt sich eine Ausgabe bis zu einem Wert F₃. Mit dem Abfall der Eingabe sinkt die Ausgabe nur um einen Betrag, der dem Abfall der Eingabe entspricht. Dadurch ist die Umkehr (Rückkehr) während dieses Prozesses langsam.

Von dem Punkt S ausgehend, wie durch einen Pfeil h angedeutet ist, verringert sich eine Ausgabe mit einer Rate, die dem Verstärkungsverhältnis bezüglich des Eingabeabfalls entspricht, so daß die Rückkehr der ausgabeseitigen Reaktion an einem nicht gezeigten Hauptzylinder, der stromabwärts des Unterdruckservogeräts vorgesehen ist, schnell auftritt. Dadurch wird eine schnelle Umkehr erreicht (d. h., der Punkt j wird durchquert).

Das heißt, daß mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Eingabe und die Ausgabe im Verhältnis zueinander wie beim herkömmlichen Betrieb verändert werden können, d. h., im normalen Zustand, in dem der Elektromagnet nicht betätigt ist.

Im Gegensatz zum herkömmlichen System bleibt die maximale Verstärkungskraft im Fall eines Eingabeanstiegs oder -abfalls kontinuierlich aufrechterhalten. Daraus folgt das Fehlen eines widersprüchlichen Gefühls zum Zeitpunkt der Pedalbedienung und ein Erreichen einer schnellen Umkehr.

Bei Abschluß des Rückkehrhubs ist es möglich, zu erfassen, daß der Eingabepunkt f₂ oder der Sprungpunkt k (Sprungausgabewert F_k) erreicht worden sind, um den Elektromagnetstrom abzuschalten, so daß derselbe Betrieb bewirkt wird, wie der des herkömmlichen Servogeräts, um die Umkehr abzuschließen.

Zweites Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel (Variante) der vorliegenden Erfindung erläutert.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht eines Unterdruckservogeräts gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung, die entlang der Eingabe-/Ausgabewelle des Unterdruckservogeräts gemäß dieser Variante gezogen ist. Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht, die die wesentlichen Abschnitte der Fig. 5 zeigt, und Fig. 7 ist eine Graphik, die die Leistung des Servogeräts gemäß dieser Variante zeigt.

Die Abschnitte des zweiten Ausführungsbeispiels, die im Aufbau und betrieblich denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, werden aus Gründen der Einfachheit nicht erläutert.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6, die das Unterdruckservogerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigen, ist ein erstes Übertragungselement 12a mit einer Vertiefung 12h zwischen einem Eingabeaufnahmeelement 12f (ein Element des Übertragungselements 12), das mit der Eingabestange 11 im Eingriff ist und das kuglige vordere Ende einer Eingabestange 11 umgibt, und einem zweiten Übertragungselement 12b angeordnet. Das erste Übertragungselement 12a wird in Kontakt mit den äußeren Umfangsabschnitten des Eingabe- /Aufnahmeelements 12f und des zweiten Übertragungselements 12b gehalten.

In der Vertiefung 12h des ersten Übertragungselements 12a ist ein elastisches Element 13 untergebracht. Die eingabeseitige Endfläche des elastischen Elements 13 liegt der ausgabeseitigen Endfläche des Eingabeaufnahmeelements 12f gegenüber. Die ausgabeseitige Endfläche des elastischen Elements 13 liegt dem Boden der Vertiefung des ersten Übertragungselements 12a und der eingabeseitigen vorderen Endfläche des zweiten Übertragungselements 12b gegenüber.

Zwischen einer Anlagefläche 12g, die als die eingabeseitige vordere Endfläche des Eingabeaufnahmeelements 12f wirkt, und einer Anlagefläche 25g, die eine innere Umfangsflanschfläche ist, die an dem eingabeseitigen vorderen Ende eines Tauchkolbenelements 25 angeordnet ist, ist ein Spalt A gesetzt. Dieser Spalt ist in dem dargestellten Zustand nicht im Einsatz.

Eine Anlagefläche 18a ist an der ausgabeseitigen Endfläche des ersten Tauchkolbenelements 18 ausgebildet, während eine andere Anlagefläche 16a, die der Anlagefläche 18a des ersten Tauchkolbenelements 18a gegenüberliegt, an einem Reaktionsscheibenhalter 16 ausgebildet ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 7 wird der Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels erläutert.

Wenn eine Eingabe auf die Eingabestange 11 aufgebracht wird, d. h., auf die Eingabeseite, wird das elastische Element 13 verformt, indem es gegen das Eingabeaufnahmeelement 12f gestoßen wird. Wenn sich das Eingabeaufnahmeelement 12f in Richtung zur Ausgabeseite bewegt, vergrößert sich der Spalt A. Wenn der Elektromagnet 17 erregt wird, um den ersten und zweiten Tauchkolben 18 und 25 in Richtung zur Ausgabeseite anzuziehen, wird eine springende Ausgabe erzeugt, wie durch den Spalt A gewählt ist.

Das heißt, daß, wenn die Eingabe bis zu dem Wert f₁ aufgebracht wird, die Ausgabe des Unterdruckservogeräts so ist, wie es durch einen Punkt a₁ auf einer Betriebslinie a (erste Betriebslinie) angedeutet ist. Danach wenn der Elektromagnet 17 dann erregt wird, wird der Spalt A durch die Eingabe f₁ vergrößert. In Abhängigkeit von der Größe dieses vergrößerten Spalts wird eine zusätzliche Sprungausgabe erzeugt, so daß die Ausgabe b₁ erreicht. Die Verformung des elastischen Elements 13 wird ebenso in Abhängigkeit des Anstiegs oder des Abfalls der Eingabe jeweils als ein Ergebnis davon, ob der Spalt A auch ansteigt oder abfällt, vergrößert oder verkleinert. Ein derartiger Anstieg oder Abfall des Spaltes ruft einen Anstieg oder Abfall der zusätzlichen Sprungausgabe hervor. Wenn diese Betriebsserien kontinuierlich auftreten, wird eine Betriebslinie b (zweite Betriebslinie) erzeugt. Durch Vergrößern der Eingabe wird der Spalt A vergrößert, so daß der zusätzliche Sprung mit der vergrößerten Eingabe ansteigt, nämlich als Ergebnis davon, daß das Ausgabe-/Eingabeverhältnis der- Betriebslinie b (zweite Betriebslinie) höher als das Ausgabe-/Eingabeverhältnis der Betriebslinie a (erste Betriebslinie) wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird durch Veränderung der Neigung der beiden Betriebslinien vor und nach dem zusätzlichen Sprung, d. h., die Betriebslinie a und die Betriebslinie b, d. h. durch Veränderung der Neigung der Betriebslinie vor und nach dem zusätzlichen Sprung, der Unterschied zwischen dem normalen Bremsen durch den Fahrer und dem Notbremsen verringert, während eine ruhige Bremsverstärkungskraft ergänzt werden kann.

Wenn das Übertragungselement aufgeteilt ist und das Eingabeaufnahmeelement 12f vorgesehen ist, wird es notwendig, eine hermetische Dichtung von der Eingabestange (Eingabeaufnahmeelement 12f) zu dem ersten Übertragungselement 12a vorzusehen. Das elastische Element 13 erfüllt jedoch, wenn es vorgesehen ist, die Funktion der hermetischen Abdichtung.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist in allen anderen Punkten betrieblich gleich wie das Unterdruckservogerät des zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese hauptsächlich darstellenden Ausführungsbeispiele beschränkt und deckt eine Vielzahl von Abwandlungen ab, die in den Bereich der Erfindung fallen.

Es ist ein Unterdruckservogerät offenbart, bei dem in einem Leistungsdiagramm, das eine Eingabekoordinatenachse senkrecht zu einer Ausgabekoordinatenachse hat, der normale Betrieb durch eine erste Betriebslinie dargestellt ist und, nachdem ein Tauchkolbenelement 25 durch einen Elektromagneten 17 bewegt wird, so daß die Bewegung des Tauchkolbenelements 25 bezüglich eines Übertragungselements 12 geregelt ist, der Betrieb durch eine zweite Betriebslinie dargestellt ist, die entlang einer zusätzlichen Sprungvorspannkraft erfolgt, die zu ergänzen und zu erzeugen ist, wobei der Betrieb geeignet gewählt ist und eine Ausgabe des Geräts so gestaltet ist, daß sie während des Rückkehrhubs schneller ist, um direkt die Absicht des Fahrers zu wiederzuspiegeln.

Bezugszeichenliste

A, . . . Spalt (zur Aufrechterhaltung eines ersten Vorgabewertes)
B, . . . Spalt
C, . . . Spalt
C1, . . Spalt
C2, . . Spalt (zur Aufrechterhaltung eines zweiten Vorgabewertes)
D, . . . Spalt
2, . . . Spalt
3, . . . feste Wand
4, . . . vordere bewegliche Wand
5, . . . hintere bewegliche Wand
6, . . . vordere Druckkammer konstanten Drucks
7, . . . vordere Druckkammer variablen Drucks
8, . . . hintere Druckkammer konstanten Drucks
9, . . . hintere Druckkammer variablen Drucks
10, . . Kraftkolben
10a, . Unterdruckregeldichtventil
11, . . Eingabestange
12, . . Übertragungselement
12a, . erstes Übertragungselement (Übertragungselement)
12b, . zweites Übertragungselement (Übertragungselement)
12c, . drittes Übertragungselement (Übertragungselement)
12d, . Anlagefläche (äußere Umfangsfläche einer ein­ gabeseitigen Endfläche des ersten Übertragungs­ elements)
12e, . zweiter Flansch
12f, . Eingabeaufnahmeelement
12g, . Anlagefläche (eingabeseitige Endfläche eines Eingabe-Aufnahmeelements)
14, . . Reaktionsscheibe
15, . . Ausgabestange
16, . . Reaktionsscheibenhalter
16a, . Vertiefung (erstes Ausführungsbeispiel) oder Anlagefläche (zweites Ausführungsbeispiel)
17, . . Elektromagnet
17a, . elektrisches Kabel
18, . . erster Tauchkolben (Tauchkolbenelement)
18e, . Öffnung
21, . . erstes Vorspannelement
23, . . Regelventil
23a, . Dichtung zum Regeln des Unterdrucks
23b, . Unterdruckregeldichtabschnitt
23c, . Zylinderaufweitung-/zusammenziehen
23d, . Hinteres Montageelement
24, . . zweites Vorspannelement
25, . . zweiter Tauchkolben (Tauchkolbenelement)
25a, . Umgebungsregeldichtventil
25d, . Anlagefläche
25b, . Verlängerung
25d, . Anlagefläche
25g, . Anlagefläche
27, . . dritte Vorspanneinrichtung
28, . . vierte Vorspanneinrichtung

Claims (8)

1. Unterdruckservogerät mit folgenden Bauteilen
einem Gehäuse (2), das in sich eine Druckkammer bildet,
einer beweglichen Wand (4, 5), die beweglich in dem Gehäuse (2) montiert ist und die Druckkammer (2) in eine Druckkammer (6, 8) konstanten Drucks und eine Druckkammer (7, 9) variablen Drucks aufteilt,
einem Kraftkolben (10), der eine äußere Endöffnung hat und mit der beweglichen Wand (4, 5) verbunden ist,
einem Eingabeelement (11), das in dem Kraftkolben (10) vorgesehen ist, wobei das Eingabeelement (11) bei Bremsbetätigung in einer Richtung im wesentlichen entlang einer Eingabe-/Ausgabeachse des Geräts beweglich ist und sich zur Außenseite des Kraftkolbens (10) erstreckt,
einem Übertragungselement (12), das zur axialen Bewegung in dem Kraftkolben (10) montiert ist und mit dem Eingabeelement (11) verbunden ist,
einem Tauchkolbenelement (18, 25), das in dem Kraftkolben (10) vorgesehen ist und durch die Bewegung des Übertragungselements (12) axial beweglich ist,
einem Umgebungsregeldichtventil (25a), das mit dem Tauchkolbenelement (25) ausgebildet ist,
einem Unterdruckregeldichtventil (10a), das in einer Innenfläche des Kraftkolbens (10) ausgebildet ist,
einem Regelventil, das durch eine erste Vorspanneinrichtung (21) in Richtung zum Umgebungsregeldichtventil (25a) und zum Unterdruckregeldichtventil (10a) vorgespannt ist und eine Dichtung hat, die in und außer Eingriff mit dem Umgebungsregeldichtventil (25a) und dem Unterdruckregeldichtventil (10a) bringbar ist,
einer zweiten Vorspanneinrichtung (24) zum Vorspannen des Eingabeelements (11), um das Umgebungsregeldichtventil (25a) in Kontakt mit der Dichtung zu bringen und im normalen Zustand die Dichtung weg von dem Unterdruckregeldichtventil (10a) zu betätigen,
einer dritten Vorspanneinrichtung (27), die zwischen das Tauchkolbenelement (25) und das Übertragungselement (12) zwischengesetzt ist, um das Tauchkolbenelement (25) zu der Dichtung vorzuspannen,
einem Reaktionselement (14), das auf das Übertragungselement (12) eine Reaktionskraft aufbringt, die der Antriebskraft entspricht, die in der beweglichen Wand (4, 5) durch einen Druckunterschied zwischen der Druckkammer (6, 8) konstanten Drucks und der Druckkammer (7, 9) variablen Drucks erzeugt wird,
einem Ausgabeelement (15) zur Ausgabe der Antriebskraft des Kraftkolbens (10) über die Reaktionsscheibe (14), die durch die Bewegung der beweglichen Wand (4, 5) begleitet wird, zur Außenseite des Geräts und
einem Elektromagneten (17), der das Tauchkolbenelement (25) im wesentlichen entlang der Eingabe-/Ausgabeachse bewegt,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Übertragungselement (12) und das Tauchkolbenelement (25) Begrenzungsabschnitte haben, die zum Einsatz kommen, wenn das Tauchkolbenelement (25) durch den Elektromagneten (17) zu der Ausgabeseite um einen ersten Vorgabewert relativ zu dem Übertragungselement (12) bewegt wird, um die Relativbewegung des Tauchkolbenelements (25) relativ zu dem Übertragungselement (12) auf einen Wert zu begrenzen, der den ersten Vorgabewert nicht übersteigt.

2. Unterdruckservogerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Elektromagnet (17), der den Tauchkolben (25) im wesentlichen entlang der Eingabe-/Ausgabeachse bewegt, so betätigt wird, daß, wenn der Elektromagnet (17) nicht erregt ist, ein Ort der Ausgabe des Geräts entlang einer ersten Betriebslinie in dem Betriebsdiagramm erfolgt, das die Eingabe und die Ausgabe als die beiden Koordinatenachsen hat, und
wenn die Begrenzungsabschnitte zum Einsatz kommen, der Betrieb entlang einer zweiten Betriebslinie in dem Betriebsdiagramm erfolgt.

3. Unterdruckservogerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsabschnitte Anlageflächen sind, die an dem Übertragungselement (12) und dem Tauchkolbenelement (25) vorgesehen sind, wobei die Begrenzungsabschnitte voneinander um einen ersten Vorgabewert in einem betriebsfreien Zustand getrennt sind und aneinander anliegen, wenn der Tauchkolben (25) durch den Elektromagneten (17) in Richtung zur Ausgabeseite bewegt wird,
wobei das Unterdruckservogerät desweiteren einen Zugabemechanismus aufweist, der eine Relativbewegung des Übertragungselements (12) zur Eingabeseite bezüglich des Kraftkolbens (10) um einen zweiten Vorgabewert ermöglicht, wobei der Zugabemechanismus so angepaßt ist, daß er betrieben wird, wenn das Übertragungselement (12) durch die Reaktionsscheibe (14) zur Eingabeseite vorgespannt ist,
wobei der Zugabemechanismus ein Spalt zwischen einer Fläche eines ausgabeseitigen Endes des Übertragungselements (12), das der Eingabeseite gegenüberliegt, und einer Fläche ist, die einer Ausgabeseite eines Abschnitts gegenüberliegt, die ein ausgabeseitiges Ende des Übertragungselements (12) hält, wobei die Flächen um einen zweiten Vorgabewert in einem betriebsfreien Zustand beabstandet sind.

4. Unterdruckservogerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe-/Eingabeverhältnisse der ersten und zweiten Betriebslinie zueinander um den ersten Vorgabewert unterschiedlich werden, der ansprechend auf Veränderungen der Eingabelast verändert wird.

5. Unterdruckservogerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Vorgabewert mit einem Anstieg der Eingabelast ansteigt.

6. Unterdruckservogerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein elastisches Element bei den Komponenten des Übertragungselements (12) umfaßt ist, um den ersten Vorgabewert zu verändern.

7. Unterdruckservogerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (12) ein Eingabeaufnahmeelement hat, das mit einem ausgabeseitigen freien Ende der Eingabestange (11) in Eingriff ist, und mit einem ersten Übertragungselement (12a), das mit den ersten Eingabeaufnahmeelement verbunden ist und eine Vertiefung hat, wobei
das elastische Element in der Vertiefung in dem ersten Übertragungselement (12a) untergebracht ist, wobei eine eingabeseitige Endfläche des elastischen Elements einer ausgabeseitigen Endfläche des Eingabeaufnahmeelements gegenüberliegt und deren ausgabeseitige Endfläche dem Boden der Vertiefung des ersten Übertragungselements (12a) gegenüberliegt und wobei
ein Spalt zwischen der Anlagefläche, die das eingabeseitige freie Ende des Eingabeaufnahmeelements ist, und der Anlagefläche gesetzt ist, die der innere Umfangsflansch an dem eingabeseitigen freien Ende des Tauchkolbenelements (25) ist, wobei der Spalt einen ersten Vorgabewert in einem betriebsfreien Zustand annimmt.

8. Unterdruckservogerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Eingabeelement (11) als eine Eingabestange ausgebildet ist,
das Umgebungsregeldichtventil (25a) im wesentlichen ringförmig und einstückig mit einem ausgabeseitigen Ende des Tauchkolbenelements (25) ausgebildet ist,
das Unterdruckregeldichtventil (10a) im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und sich zur Eingabeseite erstreckt,
das Ausgabeelement (15) als eine Ausgabestange ausgebildet ist,
das Reaktionselement (14) als eine Reaktionsscheibe ausgebildet ist,
die Dichtung ringförmig ausgebildet ist und an einem Ende des Regelventils ausgebildet ist,
das Regelventil hermetisch an dem anderen Ende an der inneren Fläche des Kraftkolbens (10) befestigt ist und einen flexiblen Abschnitt an seinem Mittenteil hat, und
daß der Elektromagnet (17) mit einer Stromquelle verbunden ist und mit Strom versorgt wird.