DE19718097A1 - Differenzdruckbetätigter Bremskraftverstärker - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen differenzdruckbetätigten Bremskraftverstärker zur Verwendung in Bremssystemen von Kraftfahrzeugen.

Ein konventioneller Tandem-Servoverstärker beinhaltet typischerweise ein Gehäuse, eine innerhalb des Gehäuses befestigte Teilung, um das Innere des Gehäuses in vordere und hintere Kammern zu teilen, und zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Teilung befindliche Diaphragmen, die dazu ausgelegt sind, das Innere der vorderen und hinteren Kammern jeweils in vordere und hintere Konstant- und Variabeldruck-Kam­ mern zu teilen (siehe Fig. 5). Die Teilung und die Diaphragmen sind an einem Ventilkörper befestigt. Eine Ausgangsstange ist durch eine elastische Reaktionsscheibe mit dem Ventilkörper verbunden. Eine Eingangsstange verläuft koaxial zur Ausgangsstange und ist mit einem Plunger verbunden, der verschieblich in dem Ventilkörper aufgenommen ist. Die vorderen und hinteren Konstantdruck-Kammern stehen permanent mit einer Vakuumquelle in Verbindung. Normalerweise ist der Plunger in seine zurückgezogene Position gezwungen, um alle vier Kammern in Verbindung mit der Vakuumquelle zu halten. Wenn das Bremspedal niedergedrückt wird, wird eine Eingangskraft an die Eingangsstange angelegt, um den Plunger zu aktivieren. Der Plunger wird dann von einem Ventilsitz gelöst, um die Vakuumverbindung zwischen den Konstantdruck-Kam­ mern und den Variabeldruck-Kammern zu unterbrechen und seinerseits Umgebungsluft dazu zu veranlassen, in die vorderen und hinteren Variabeldruck-Kammern einzutreten. Mit der Luft in den Variabeldruck-Kammern wird eine Druckdifferenz über die vorderen und hinteren Diaphragmen hinweg entwickelt. Diese Druckdifferenz wirkt auf den Diaphragmen, um eine Kraft zu entwickeln, die zur Ausbreitung in die Ausgangsstange in den Ventilkörper getragen wird. Außer für den anfänglichen Bremszustand nimmt diese Ausgangskraft linear zu, wenn die Eingangskraft zunimmt (siehe die Linie F in Fig. 6). In dem Fall, daß eine große Bremskraft zum Zeitpunkt eines Notfalls benötigt wird, ist es daher erforderlich, das Bremspedal stark herunterzudrücken.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen differenzdruckbetätigten Bremskraftverstärker zu schaffen, der während einer Notbremsoperation leicht eine größere Bremskraft produzieren oder einen "Einsprungeffekt" ("jump in effect") verbessern kann.

Zur Lösung der obigen Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung einen differenzdruckbetätigten Bremskraftverstärker, umfassend ein Gehäuse, bewegliche Wandmittel, die betrieblich in dem Gehäuse angeordnet sind und das Innere des Gehäuses in eine Konstantdruck-Kammer, die permanent mit einer Vakuumquelle in Verbindung steht, und eine Variabeldruck-Kammer teilen, Steuerventilmittel, beinhaltend einen Ventilkörper, der durch die beweglichen Wandmittel getragen ist und erste Bohrungsmittel, die in konstanter Verbindung mit einer Umgebungsatmosphäre oder Luft stehen, und in der Nähe der ersten Bohrungsmittel gebildete zweite Bohrungsmittel besitzt, und einen verschieblich innerhalb der zweiten Bohrungsmittel angeordneten Plunger, Eingangsmittel, die sich in das Gehäuse erstrecken und dazu ausgelegt sind, den Plunger zu betätigen, wobei die Steuerventilmittel betrieblich mit der Variabeldruck-Kammer verbunden sind, um eine Druckdifferenz über die beweglichen Wandmittel hinweg zu entwickeln, um die beweglichen Wandmittel dazu zu veranlassen, sich in Reaktion zu einer Betätigung der Eingangsmittel zu bewegen, Ausgangsmittel, die auf die beweglichen Wandmittel ansprechen, zwischen den Ausgangsmitteln und dem Ventilkörper angeordnete Reaktionsmittel zum Übertragen einer Bewegungsreaktion der Ausgangsmittel zu den Eingangsmitteln, und innerhalb der zweiten Bohrungsmittel angeordnete Einstellmittel zum Einstellen der Bewegungsreaktion der Ausgangsmittel zu den Eingangsmitteln.

Als ein Merkmal der vorliegenden Erfindung beinhalten die zweiten Bohrungsmittel eine in der Nähe der ersten Bohrungsmittel gebildete Bohrung mit einem großen Durchmesser und eine in der Nähe der Reaktionsmittel gebildete Bohrung mit einem kleine Durchmesser. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die Einstellmittel ein Kontaktteil, umfassend ein erstes zylindrisches Element, das senkrecht von den Reaktionsmitteln beabstandet ist und verschiebbar innerhalb der Bohrung mit großem Durchmesser paßt, ein innerhalb der Bohrung mit dem großen Durchmesser angeordnetes zweites zylindrisches Element, und einen zwischen dem ersten zylindrischen Element und dem zweiten zylindrischen Element befestigten Flansch, der verschiebbar innerhalb der Bohrung mit dem großen Durchmesser paßt, einen Federsitz, der ein hohles zylindrisches Element und einen Flansch besitzt, der an dem hohlen zylindrischen Element befestigt und in Kontakt mit dem Plunger gehalten ist, eine zwischen dem Flansch des Kontaktteils und dem Flansch des Federsitzes angeordnete Feder, die einen Durchmesser größer als der des ersten zylindrischen Elementes des Kontaktteils besitzt, und ein Einstellteil, dessen eines Ende an dem zweiten zylindrischen Element befestigt und dessen anderes Ende innerhalb des hohlen zylindrischen Elementes des Federsitzes angeordnet ist.

Vorzugsweise ist die Feder mit einer vorbestimmten Druckkraft vorgespannt, so daß die Feder während einer normalen Bremsoperation frei von Druck ist. Ein während der normalen Bremsoperation über die beweglichen Wandmittel hinweg entwickelte Druckdifferenz wird erhöht, wenn eine durch die Eingangsmittel angelegte Kraft während einer Notbremsoperation die vorbestimmte Druckkraft überschreitet.

Vorzugsweise ist die Feder derart vorgespannt, daß eine während der Notbremsoperation entwickelte Druckdifferenz 1,3 bis 2,0 mal größer als die während der normalen Bremsoperation entwickelte Druckdifferenz ist. Die während der Notbremsoperation entwickelte Druckdifferenz wird erhalten, wenn eine Fahrzeugverzögerung in dem Bereich von 0,3 g bis 0,4 g liegt. Die während der Notbremsoperation entwickelte Druckdifferenz dauert an, bis die Kontaktscheibe und der Federsitz miteinander in Kontakt gebracht sind.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Tandem-Brems­ kraftverstärkers gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 ist eine in einem vergrößerten Maßstab dargestellte Schnittansicht eines in dem in Fig. 2 gezeigten Bremskraftverstärker beinhalteten Einstellmechanismus;

Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 2, zeigt jedoch eine modifizierte Form des Einstellmechanismus;

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Eingangskraft gegenüber der Ausgangskraft in dem in den Fig. 1 bis 3
gezeigten Bremskraftverstärker darstellt;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht eines Tandem-Brems­ kraftverstärkers gemäß dem Stand der Technik; und

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Eingangskraft gegenüber der Ausgangskraft in dem in der Fig. 5 gezeigten Bremskraftverstärker darstellt;

Fig. 7 ist eine Schnittansicht eines gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammengesetzten Einstellmechanismus, der in den in der Fig. 1 gezeigten Verstärker eingebaut ist;

Fig. 8 ist eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 7 gezeigten Einstellmechanismus;

Fig. 9 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 8, zeigt jedoch eine modifizierte Form des in Fig. 8 dargestellten Einstellmechanismus;

Fig. 10 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 7, zeigt jedoch eine modifizierte Form des Einstellmechanismus;

Fig. 11 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer durch eine Eingangsstange angelegte Eingangskraft und eine an eine Ausgangsstange angelegte Ausgangskraft darstellt.

Bezugnehmend nun auf die Fig. 1 und 2 ist ein differenzdruckbetätigter Bremskraftverstärker 10 des Tandemtyps dargestellt. Der Verstärker 10 beinhaltet ein durch eine Vielzahl von Bolzen 14 an dem Körper (nicht gezeigt) eines Fahrzeuges montiertes Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 ist gebildet aus einer im allgemeinen zylindrischen Seitenwand 12a und einer Vorder- und Rückwand 12b, 12c, die jeweils an gegenüberliegenden Enden der Seitenwand 12a befestigt sind. Eine im allgemeinen ringförmige Teilung 16 ist innerhalb des Gehäuses 12 befestigt und teilt das Gehäuseinnere in eine vordere Kammer 18 und eine hintere Kammer 20. Ein rohrförmiges Teil 22 ist durch eine ringförmige Lagerdichtung 24 getragen, um eine gleitende Bewegung zwischen dem rohrförmigen Teil 22 und der Teilung 16 zu gestatten. Zwei Diaphragmen 26, 28 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Teilung 16 angeordnet. Das vordere Diaphragma 26 ist mit einem Ende an der inneren Peripherie des Gehäuses 12 und mit dem anderen Ende an einem Ende des rohrförmigen Teils 22 befestigt. Das vordere Diaphragma teilt das Innere der vorderen Kammer 18 in eine vordere Konstantdruck-Kammer 18a und eine vordere Variabeldruck-Kammer 18b. Eine im allgemeinen ringförmige Unterstützungsplatte oder ein Kolben 30 ist an einer Seite des vorderen Diaphragmas angebracht und mit einem Ende an dem rohrförmigen Teil 22 befestigt. Auf ähnliche Weise ist das hintere Diaphragma 28 mit einem Ende an der inneren Peripherie des Gehäuses 12 und mit dem anderen Ende an dem anderen Ende des rohrförmigen Teils 22 befestigt. Das hintere Diaphragma 28 teilt das Innere der hinteren Kammer in eine hintere Konstantdruck-Kammer 20a und eine hintere Variabeldruck-Kammer 20b. Eine im allgemeinen ringförmige Unterstützungsplatte oder ein Kolben 32 ist an einer Seite des hinteren Diaphragmas 28 angebracht und mit einem Ende an dem rohrförmigen Teil 22 befestigt. Die Unterstützungsplatten 30, 32 sind durch eine Ausdrückfeder 34, die zwischen der Vorderwand 12b des Gehäuses 12 und dem rohrförmigen Teil 22 angeordnet ist, nach rechts (siehe Fig. 1) normal vorgespannt.

Ein im allgemeinen zylindrischer Ventilkörper 36 ist integral in dem rohrförmigen Teil 22 geformt und besitzt eine Bohrung 38, in der Steuerventilmittel in der Form eines Tellerventils aufgenommen sind. Das hintere Ende des Ventilkörpers 36 erstreckt sich verschiebbar durch die Zentralöffnung der hinteren Gehäusewand 12c und ist zur Rückwand 12c durch eine ringförmige Dichtung 40 abgedichtet. Eine Ausgangsstange 42 ist koaxial innerhalb des rohrförmigen Teils 22 positioniert und erstreckt sich durch die Ausdrückfeder 34. Die Ausgangsstange 45 ist mit einem Ende mit dem vorderen Ende des Ventilkörpers 36 verbunden und das andere Ende erstreckt sich verschiebbar durch die Zentralöffnung der vorderen Gehäusewand 12b. Wie es üblich ist, ist die Ausgangsstange 42 mit dem Hauptzylinder (nicht gezeigt) eines Fahrzeugbremssystems verbunden. Eine elastische Reaktionsscheibe 44 ist zwischen der Ausgangsstange 42 und dem Ventilkörper 36 angeordnet. Eine Eingangsstange 46 ist koaxial zu der Ausgangsstange 42 angeordnet. Ein Ende der Eingangsstange 46 ist betrieblich mit einem Bremspedal (nicht gezeigt) verbunden, um die Steuerventilmittel zu kontrollieren. Das andere Ende der Eingangsstange 46 erstreckt sich verschieblich in die Bohrung 38 des Ventilkörpers 36 und steht mit einem Plunger 50 im Eingriff. Der Plunger 50 ist verschieblich in einer Plungerbohrung 52 aufgenommen, die in der Nähe der Bohrung 38 in dem Ventilkörper 36 geformt ist. Der Plunger 50 besitzt ein Tellerventilteil 50a, das unter dem Einfluß eines Federpaares 56, 58 auf einem Ventilsitz 54 sitzt, wenn sich der Verstärker 10, wie in Fig. 1 dargestellt, in seiner freigegebenen Position befindet. Der Plunger 50 weist auch einen Flansch 50b auf, der in der Plungerbohrung 52 aufgenommen ist.

Die vordere und hintere Konstantdruck-Kammer 18a und 20a stehen über einen Durchgang 60 miteinander in Verbindung. Auch sind die vordere und hintere Variabeldruck-Kammer 18b, 20b über einen Durchgang 62 miteinander verbunden. Die Bohrung 38 des Ventilkörpers 36 steht zu jeder Zeit über einen Filter 64 mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung. Der Durchgang 62 schafft auch eine Fluidverbindung zwischen den Variabeldruck-Kammern 18b, 20b und der Bohrung 38, wenn das Tellerventil 50a von dem Ventilsitz 54 gelöst oder wenn das Bremspedal niedergedrückt wird, um die Eingangsstange 46 in Richtung zu der Reaktionsscheibe 44 zu treiben.

Ein Absperrventil 70 ist an dem Gehäuse 12 befestigt und über einen Kanal 72 mit einer Vakuumquelle 74, z. B. einen Maschinenvakuumverteiler (engine manifold vacuum), verbunden. Die vorderen und hinteren Konstantdruck-Kammern 18a, 20a stehen permanent mit der Vakuumquelle 44 in Verbindung. Normalerweise ist der Plunger 50 unter der Wirkung der Ausdruckfeder 34 in seine zurückgezogene Position (oder bremsengelöste Position) getrieben. Zu diesem Zeitpunkt wird das Steuerventil positioniert, um eine Fluidverbindung zwischen den Durchgängen 60, 62 zu gestatten, so daß alle vier Kammern 18a, 18b, 20a, 20b in Verbindung mit der Vakuumquelle 74 gehalten werden. Es wird keine Druckdifferenz über die Diaphragmen hinweg entwickelt. Wenn das Bremspedal niedergedrückt wird, wird eine Eingangskraft an die Eingangsstange 46 angelegt, um die Steuerventilmittel zu aktivieren. Dies bewirkt, daß das Tellerventilteil 50a von dem Ventilsitz 54 gelöst wird, um die Vakuumverbindung zwischen den Konstantdruck-Kammern 18a, 20a und den Variabeldruck-Kammern 19b, 20b zu unterbrechen und es statt dessen zu gestatten, daß Umgebungsluft durch den Durchgang 62 in die vordere und hintere Variabeldruck-Kammer 18b, 20b eintritt. Mit der in den Variabeldruck-Kammern 18b, 20b befindlichen Luft wird eine Druckdifferenz über das vordere und hintere Diaphragma (26, 28) hinweg entwickelt, um die Unterstützungsplatten 30, 32 dazu zu veranlassen, sich nach links zu bewegen. Dann wird über die Reaktionsscheibe 44 eine Schubkraft an die Ausgangsstange 42 angelegt, um dadurch den Hauptzylinder zu betätigen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Bewegungsreaktion der Ausgangsstange 42 durch die Reaktionsscheibe 44 zu der Eingangsstange 46 getragen.

Herkömmlicherweise ist ein Einstellmechanismus 80 betrieblich mit den Steuerventilmitteln verbunden. Wie am besten in Fig. 2 dargestellt, ist der Einstellmechanismus 80 verschiebbar innerhalb der Plungerbohrung 52 angebracht und zwischen dem Plunger 50 und der Reaktionsscheibe 44 angeordnet. Der Einstellmechanismus 80 umfaßt im allgemeinen eine im wesentlichen kreisförmige Kontaktscheibe 82, die senkrecht von der Reaktionsscheibe 44 beabstandet ist, einen ringförmigen Federsitz 84, der andauernd mit dem Plunger 50 in Kontakt gehalten ist und eine Büchse 86 besitzt, eine Druckfeder 88, die durch eine vorbestimmte Kraft zwischen der Kontaktscheibe 82 und dem Federsitz 84 zusammengedrückt ist, und eine Schraube 90, die sich durch die Büchse 86 hindurch erstreckt und mit einem Ende in Gewindeeingriff mit der Kontaktscheibe 82 steht. Die Schraube 90 besitzt an ihrem anderen Ende einen Kopf 92. Der Plunger 50 besitzt eine Sacklochbohrung 50c zur verschieblichen Aufnahme des Kopfe 92 der Schraube 90, wenn die Reaktionsscheibe 52 dazu veranlaßt wird, die Kontaktscheibe 82 gegen die Wirkung der Feder 88 in Richtung zum Federsitz 84 zu treiben. Die Kontaktscheibe 82, die Druckfeder 88 und der Federsitz 84 sind axial hintereinander angeordnet und durch die Schraube 90 gesichert, um eine einzelne Einheit oder einen Unteraufbau zu schaffen.

Im Betrieb werden der Ventilkörper 36 und der Plunger 50 nach rechts getrieben (siehe Fig. 1), wenn sich der Verstärker 10 in seiner bremsengelösten Position befindet. Zu diesem Zeitpunkt stehen alle der vier Kammern mit der Vakuumquelle 74 in Verbindung. In Ermangelung einer Druckdifferenz über die Diaphragmen 26, 28 hinweg wird keine Schubkraft an die Ausgangsstange 42 angelegt.

Wenn das Bremspedal (nicht gezeigt) anfänglich niedergedrückt wird, bewirkt dies, daß sich der Plunger 50 geringfügig in Richtung zu der Reaktionsscheibe 44 hin bewegt. Daraus resultierend wird das Tellerventilteil 50a von dem Ventilsitz 54 gelöst und gestattet es der Umgebungsluft sowohl von der Bohrung 38 über den Durchgang 62 als auch über einen in der Nähe des Flansches 50b des Plungers 50 axial in der Innenwand des Ventilkörpers 38 geformten Durchgang (nicht gezeigt) zu den Variabeldruck-Kammern 18b, 20b zu strömen. Mit der in den Variabeldruck-Kammern 18b, 20b befindlichen Luft wird eine Druckdifferenz über die Diaphragmen 26, 28 hinweg entwickelt. Diese Druckdifferenz bewirkt, daß die Unterstützungsplatten 30, 32 und das rohrförmige Teil 22 in der Fig. 1 nach links bewegt werden. Diese Bewegung wird dann durch die Reaktionsscheibe 44 zu der Ausgangsstange 42 übertragen. Die Ausgangskraft wächst drastisch an, obwohl die Eingangskraft im wesentlichen die gleiche bleibt. Diese Änderung oder dieses Phänomen wird in der Branche im allgemeinen als "Einsprungeffekt" ["jump in effect"] (siehe die Linie F1 in Fig. 4) bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt existiert noch immer ein Freiraum zwischen der Reaktionsscheibe 44 und der Kontaktscheibe 82. Folglich wird keine Reaktion zu der Eingangsstange 46 übertragen.

Wenn das Bremspedal weiter niedergedrückt wird, steigt die Ausgangskraft oder Reaktion allmählich an. Daraus resultierend wird die Reaktionsscheibe 44 komprimiert oder vergrößert, um mit der Kontaktscheibe 42 in Kontakt zu treten. Ein Teil der Reaktion wird dann zu der Eingangsstange 46 übertragen (siehe die Linie F2 zwischen den Linien F1 und F3 in Fig. 4).

Wenn die Reaktionskraft größer als die Kompressionskraft der Feder 88 wird, wird die Kontaktscheibe 82 in Richtung zu dem Federsitz 84 getrieben. Mit anderen Worten nimmt die Distanz zwischen der Kontaktscheibe 82 und einem in der Nähe der Reaktionsscheibe 44 befindlichen Ende des Ventilkörpers 36 zu. Folglich steigt die Ausgangskraft wesentlich mehr an als die Eingangskraft ("zweiter Einsprungeffekt" ["second jump in effect"]), wie durch die Linie F3 in Fig. 4 dargestellt.

Wenn die Eingangskraft zunimmt, wird die Kontaktscheibe 82 in Richtung zum Federsitz 84 bewegt, bis sie in Kontakt mit dem freien Ende der Büchse 86 gebracht ist. Die Distanz zwischen der Kontaktscheibe 82 und dem Ende des Ventilkörpers 38 nimmt nicht weiter zu, wenn die Kontaktscheibe 82 die Büchse 86 kontaktiert. Das Verhältnis zwischen der Eingangskraft und der Ausgangskraft wird dann auf das in der Fig. 4 durch die zwischen den Linien F3 und F4 befindliche Linie F2 gezeigte Verhältnis zurückgebracht.

Wenn die Eingangskraft weiter zunimmt, stellt sich innerhalb der Variabeldruck-Kammern 18b, 20b atmosphärischer Druck ein. Keine weitere Druckdifferenz wird über die Diaphragmen 26, 28 hinweg hervorgerufen. Somit muß die Bedienungsperson die gesamte Antriebskraft oder mechanische Kraft zum Bewegen der Ausgangsstange liefern und folglich auch die Druckbeaufschlagung des Fluids in dem Hauptzylinder (siehe die Linie F4 in Fig. 4).

Wenn das Bremspedal gelöst wird, kehren der Plunger 50 und der Ventilkörper 36 in ihre anfängliche Position zurück. Dies versetzt alle vier Kammern in Vakuumverbindung mit der Vakuumquelle 74. Der Ventilkörper 38 und der Plunger 50 kehren dann unter der Wirkung der Rückholfeder in ihre zurückgezogene Position zurück.

Bezugnehmend auf Fig. 3, in der zur Festlegung der gleichen oder entsprechenden der in Fig. 1 und 2 gezeigten Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, kann die Druckfeder durch eine Tellerfeder 94 ersetzt werden. In solch einem Fall sollte die Tellerfeder 94 zwischen dem Federsitz 84 und einer Buchse 96 gehalten sein.

Diese Buchse 96 erstreckt sich von der Kontaktscheibe 82 in Richtung zum Federsitz 84 und ist teilweise um die Büchse 86 herum angebracht.

Es soll angemerkt werden, daß es zur Steigerung des "zweiten Einsprungeffektes" (siehe F3 in Fig. 4) notwendig ist, die Federkonstante zu verringern, das bedeutet, die Anzahl der Windungen oder der Durchmesser einer Feder zu erhöhen. Aus einer Zunahme der Anzahl der Windungen der Feder resultiert jedoch eine entsprechende Zunahme der axialen Länge des Ventilkörpers und somit des gesamten Verstärkers. Vorzugsweise ist deshalb, wie in Fig. 7 gezeigt, der Durchmesser einer Feder zu erhöhen.

Fig. 7 zeigt einen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammengesetzten Einstellmechanismus 100, der verschieblich innerhalb des in Fig. 1 dargestellten Ventilkörpers 36 montiert ist. Gleiche Teile besitzen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht im einzelnen beschrieben. Eine Bohrung 102 mit einem großen Durchmesser ist in dem Ventilkörper 36 in der Nähe der Plungerbohrung 52, in der ein Plunger 103 angeordnet ist, geformt. In der Nähe der Bohrung 102 mit großem Durchmesser liegend ist auch eine Bohrung 104 mit einem kleinen Durchmesser in dem Ventilkörper 36 vorgesehen. Eine Stufe oder ein Absatz 105 ist zwischen der Bohrung 102 mit dem großen Durchmesser und der Bohrung 104 mit dem kleinen Durchmesser geformt. Anschaulich gesehen umfaßt der Einstellmechanismus 100 ein Kontaktteil 106 zur Aufnahme der Bewegungsreaktion der Ausgangsstange 42 durch die Reaktionsscheibe 44. Das Kontaktteil 106 ist gebildet aus einem zylindrischen Element 108, das verschieblich innerhalb der Bohrung 104 mit dem kleinen Durchmesser eingepaßt und senkrecht von der Reaktionsscheibe 44 beabstandet ist, einem Flansch 110, der an dem zylindrischen Element 108 befestigt und verschieblich innerhalb der Bohrung 102 mit dem großen Durchmesser eingepaßt ist und einem zylindrischen Element 102, das an dem Flansch 110 befestigt ist. Ein Federsitz 114 ist verschieblich innerhalb der Bohrung 102 mit dem großen Durchmesser angeordnet. Der Federsitz 114 ist gebildet aus einem ringförmigen Flansch 116, der verschiebbar in die Bohrung 102 mit dem großen Durchmesser paßt und in Kontakt mit einem Ende des Plungers 103 gehalten ist, und einem hohlen zylindrischen Element 118, das sich von dem Flansch 116 in Richtung zu dem zylindrischen Element 112 erstreckt. Das zylindrische Element 118 besitzt eine Öffnung 119. Eine Druckfeder 120 ist zwischen dem Flansch 110 und dem Flansch 116 innerhalb der Bohrung 102 mit dem großen Durchmesser angeordnet. Ein Bolzen 120 ist dazu ausgelegt, die Druckkraft der Feder 120 einzustellen. Wie besser in der Fig. 8 zu sehen, weist der Bolzen 122 einen Schaft 124 und einen Kopf 126 auf, der an einem Ende des Schaftes 124 befestigt und verschieblich innerhalb des hohlen zylindrischen Elementes 118 angeordnet ist. Das andere Ende des Schaftes 124 ist in das zylindrische Element 112 des Kontaktteils 106 gedrückt.

Der Schaft erstreckt sich durch die Öffnung 119 des zylindrischen Elementes 119. Herkömmlicherweise ist die Druckkraft der Feder 120 in Reaktion auf den Betrag des Einführens des Schaftes 124 in das zylindrische Element 112 leicht einstellbar. Alternativ dazu können Gewinde 128 an einem Ende des Bolzens 122 geformt und wie in Fig. 9 dargestellt, in das zylindrische Element 112 verschraubt sein. Bei dem derart konstruierten Einstellmechanismus 100 besitzt die Feder 120 einen Durchmesser, der größer als der des zylindrischen Elementes 106 ist. Folglich besitzt die Feder 120 eine geringere Federkonstante als die Feder 88.

Das Kontaktteil 106, die Druckfeder 120 und der Federsitz 114 sind axial hintereinander angeordnet und durch den Bolzen 122 gesichert, so daß sie eine einzelne Einheit oder einen einzelnen Unteraufbau bilden. Das Kontaktteil 106, die Druckfeder 120 und der Federsitz 114 sind als eine Untereinheit in der Nähe der Plungerbohrung 52 von einem Ende der Bohrung 102 mit dem großen Durchmesser her eingefügt. Zu diesem Zeitpunkt fungiert der Flansch 110 des Kontaktteils 106 als ein Stopper, der ein Los lösen der Untereinheit von dem anderen Ende der Bohrungen verhindert.

Wie in Fig. 8 dargestellt, besitzt die Untereinheit eine Länge L, wenn sich der Verstärker in seiner losgelösten Position befindet. Da die Länge L geringfügig kleiner als die Distanz zwischen der Reaktionsscheibe 44 und dem Flansch 116 des Federsitzes 114 ist, wird ein Zwischenraum 130 zwischen der Reaktionsscheibe 44 und dem zylindrischen Element 108 des Kontaktteils 106 gebildet. Auch wird der Bolzen 122 in solch einem Maße in das zylindrische Element 110 des Kontaktteils 106 gedrückt oder geschraubt, daß ein Zwischenraum 132 zwischen dem zylindrischen Element 112 und dem zylindrischen Element 118 verbleibt. Der Kopf 126 des Bolzens 124 ist ebenfalls frei innerhalb des hohlen zylindrischen Elementes 114 beweglich. Bei dieser Anordnung können das Kontaktteil 106 und der Federsitz 114 um einen Betrag entsprechend dem Ausmaß des Zwischenraums 132 gegen die Wirkung der Druckfeder 120 relativ zueinander bewegt werden.

Die Betätigung des Einstellmechanismus 120 ist im wesentlichen identisch zu der Betätigung des Einstellmechanismus 80, außer, daß die Feder 120 den zweiten Einsprungeffekt besser zur Verfügung stellt als die Feder 88, da die erstgenannte, wie vorhergehend beschrieben, eine geringere Federkonstante als die letztgenannte besitzt.

Bezugnehmend auf Fig. 10 kann die Bohrung 104 mit dem kleinen Durchmesser durch die Verwendung eines Abstandshalters 136 gebildet werden. Der Abstandshalter 136 ist in der Nähe der Reaktionsscheibe 44 liegend innerhalb von einem Ende des Ventilkörpers 36 befestigt. Der Ventilkörper 36 kann vorzugsweise eine Ausnehmung 138 zur Aufnahme des Abstandshalters 136 besitzen. Wenn keine Notwendigkeit besteht, den Durchmesser des Kontaktteils zu ändern, ist es vorteilhafterweise lediglich erforderlich, den Abstandshalter statt den gesamten Ventilkörper zu wechseln.

Vorzugsweise ist die Feder 120 mit einer vorbestimmten Druckkraft vorbelastet, so daß die Feder während einer normalen Bremsoperation (siehe P1 in Fig. 11) druckfrei ist. Wenn, typischerweise während einer Notbremsoperation, eine Eingangskraft, die größer als die vorbestimmte Kraft ist, an die Eingangsstange angelegt wird, wird die Feder 120 zusammengedrückt, um einen höheren Grad an Druckdifferenz zwischen den Diaphragmen 26, 28 zu entwickeln (siehe P2 in Fig. 11). Vorzugsweise besitzt die Feder 120 solch eine Federkonstante, daß eine während der Notbremsoperation über die Diaphragmen 26, 28 hinweg entwickelte Druckdifferenz P2 1,3 bis 2,0 mal größer als eine während der normalen Bremsoperation entwickelte Druckdifferenz P1 ist. Auch unterliegt die Feder 120 vorzugsweise einer Kompression, wenn eine Fahrzeugverzögerung in dem Bereich von 0,3 g bis 0,4 g liegt. Auf diese Weise ist eine geringere Kraft erforderlich, um das Bremspedal während der Notbremsoperation niederzudrücken. Wie in Fig. 11 dargestellt, hält die Druckdifferenz P2 bis zu einem Vollast-Punkt PF an, bei dem das zylindrische Element 112 des Kontaktteils 106 und das zylindrische Element 118 des Federsitzes 114 miteinander in Kontakt gebracht werden. Folglich wird es während der Notbremsoperation keinen Abfall der Bremskraft geben.

Obwohl die vorliegende Erfindung hinsichtlich ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt. Ohne von dem Kerngedanken und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, können verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden. Zum Beispiel kann die Erfindung statt auf den Tandem-Brems­ kraftverstärker auch auf einen Einzel-Brems­ kraftverstärker angewendet werden. Statt durch die Reaktionsscheibe kann die Bewegungsreaktion der Ausgangsstange auch durch ein Reaktionsdruckmittel befördert werden.

Claims (8)

1. Ein differenzdruckbetätigter Bremskraftverstärker für ein Fahrzeugbremssystem, umfassend:
ein Gehäuse (12);
bewegliche Wandmittel (26, 28, 30, 32), die betrieblich in dem Gehäuse angeordnet sind und das Innere des Gehäuses in eine Konstantdruck-Kammer (18a, 20a) und eine Variabeldruck-Kammer (18a, 18b) teilen, wobei die Konstantdruck-Kammer permanent mit einer Vakuumquelle (74) in Verbindung steht;
Steuerventilmittel, beinhaltend einen Ventilkörper (36), der innerhalb des Gehäuses angeordnet und durch die beweglichen Wandmittel getragen ist, wobei der Ventilkörper erste Bohrungsmittel (38) besitzt, die andauernd mit einer Umgebungsatmosphäre in Verbindung stehen, zweite Bohrungsmittel (52, 102, 104), die angrenzend an die ersten Bohrungsmittel gebildet sind, und einen Plunger (103), der verschiebbar innerhalb der zweiten Bohrungsmittel angeordnet ist;
Eingangsmittel (46), die sich in das Gehäuse erstrecken und dazu ausgelegt sind, den Plunger zu betätigen;
wobei die Steuerventilmittel betrieblich mit der Variabeldruck-Kammer verbunden sind, um einen Druckunterschied über die beweglichen Wandmittel hinweg zu entwickeln, um die beweglichen Wandmittel dazu zu veranlassen, sich in Reaktion auf eine Betätigung der Eingangsmittel zu bewegen;
Ausgangsmittel, die auf die beweglichen Wandmittel ansprechen;
zwischen den Ausgangsmitteln und dem Ventilkörper angeordnete Reaktionsmittel (44) zum Übertragen einer Bewegungsreaktion der Ausgangsmittel zu den Eingangsmitteln; und
innerhalb der zweiten Bohrungsmittel angeordnete Einstellmittel (120) zum Einstellen der Bewegungsreaktion der Ausgangsmittel zu den Eingangsmitteln,
die zweiten Bohrungsmittel beinhaltend eine Bohrung (102) mit großem Durchmesser, die in der Nähe der ersten Bohrungsmittel gebildet ist, und eine Bohrung (104) mit kleinem Durchmesser, die in der Nähe der Reaktionsmittel gebildet ist,
die Einstellmittel umfassend ein Kontaktteil (106), beinhaltend ein erstes zylindrisches Element (108), das senkrecht von den Reaktionsmitteln beabstandet ist und verschiebbar innerhalb der Bohrung mit dem kleinen Durchmesser paßt, ein zweites zylindrisches Element (112), das innerhalb der Bohrung mit dem großen Durchmesser angeordnet ist, und einen Flansch (110), der zwischen dem ersten zylindrischen Element und dem zweiten zylindrischen Element gesichert ist und verschiebbar innerhalb der Bohrung mit dem großen Durchmesser paßt, einen Federsitz (114), der ein hohles zylindrisches Element (118) und einem an dem hohlen zylindrischen Element befestigten Flansch (116) besitzt und in Kontakt mit dem Plunger gehalten ist, eine Feder (120), die zwischen dem Flansch des Kontaktteils und dem Flansch des Federsitzes angeordnet ist und einen Durchmesser größer als der des ersten zylindrischen Elementes des Kontaktteils besitzt, und ein Einstellteil (122), dessen eines Ende an dem zweiten zylindrischen Element gesichert und dessen anderes Ende innerhalb des hohlen zylindrischen Elementes des Federsitzes angeordnet ist.

2. Differenzdruckbetätigter Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, worin die Feder (120) eine Länge besitzt, die größer als die Länge des Einstellteils (122) ist.

3. Differenzdruckbetätigter Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, worin das zweite zylindrische Element (102) des Kontaktteils (106) eine vorbestimmte Distanz von dem hohlen zylindrischen Element (118) des Federsitzes (114) weg beabstandet ist.

4. Differenzdruckbetätigter Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, worin die Feder mit einer vorbestimmten Druckkraft vorgespannt ist, so daß die Feder während einer normalen Bremsoperation frei von Druck ist.

5. Differenzdruckbetätigter Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, worin eine während der normalen Bremsoperation über die beweglichen Wandmittel hinweg entwickelte Druckdifferenz zunimmt, wenn eine durch die Eingangsmittel angelegte Kraft die vorherbestimmte Druckkraft während einer Notbremsoperation überschreitet.

6. Differenzdruckbetätigter Bremskraftverstärker nach Anspruch 5, worin eine während der Notbremsoperation über die beweglichen Wandmittel hinweg entwickelte Druckdifferenz 1,3 bis 2,0 mal größer als die während der normalen Bremsoperation über die beweglichen Wandmittel hinweg entwickelte Druckdifferenz ist.

7. Differenzdruckbetätigter Bremskraftverstärker nach Anspruch 6, worin die während der Notbremsoperation über die beweglichen Wandmittel hinweg entwickelte Druckdifferenz erzielt wird, wenn eine Fahrzeugverzögerung in dem Bereich von 0,3 bis 0,4 g liegt.

8. Differenzdruckbetätigter Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, worin die während der Notbremsoperation entwickelte Druckdifferenz andauert, bis das Kontaktteil und der Federsitz miteinander in Kontakt gebracht sind.