DE19748657A1 - Pneumatic brake booster with mechanical and electromagnetic actuation - Google Patents
Pneumatic brake booster with mechanical and electromagnetic actuationInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Brems kraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Bremskraftverstärker ist beispielsweise aus der DE 196 11 555 A1 bekannt.The present invention relates to a pneumatic brake Power booster according to the preamble of claim 1. A such brake booster is for example from the DE 196 11 555 A1 known.
Bremskraftverstärker der vorgenannten Art sind zum einen auf herkömmliche Weise direkt mechanisch betätigbar, beispielsweise durch einen Tritt auf ein mit dem Eingangsglied des Bremskraft verstärkers gekoppeltes Bremspedal, und sie sind zum anderen durch einen integrierten elektromagnetischen Aktuator betätig bar, der von einem üblicherweise außerhalb des Bremskraftver stärkers angeordneten elektronischen Steuergerät ansteuerbar ist. Diese Bremskraftverstärker erlauben also neben einer vom Willen eines Fahrers abhängigen Betätigung auch eine automati sche, vom Willen des Fahrers unabhängige Betätigung sowie darüber hinaus eine Kombination der beiden Betätigungsarten, d. h. eine dem Fahrerwillen überlagerte, automatische Betätigung des Bremskraftverstärkers (sogenannte Bremsassistentfunktion).Brake boosters of the aforementioned type are on the one hand conventionally mechanically operated directly, for example by kicking on with the input member of the braking force amplifier-coupled brake pedal, and they're different operated by an integrated electromagnetic actuator bar by a usually outside the Bremskraftver electronic control unit arranged more powerfully controllable is. This brake booster allow next to one from A driver-dependent actuation also an automatic actuation independent of the driver's will as well as a combination of the two types of actuation, d. H. an automatic actuation superimposed on the driver's will the brake booster (so-called brake assist function).
Bei pneumatischen Bremskraftverstärkern mit einer solchen elektromagnetischen Zusatzbetätigung besteht das Problem, daß die Intensität einer Bremsbetätigung, die durch den elektro magnetischen Aktuator erfolgt, nicht an das System rückgemeldet wird. Zum Aktivieren des Bremskraftverstärkers mittels der elektromagnetischen Zusatzbetätigung, genauer zum Öffnen eines den Zustrom von Atmosphärendruck oder Überdruck in die Arbeits kammer gestattenden Ventils, ist daher immer eine im wesentli chen gleich hohe Stromstärke notwendig. Das bedeutet, daß ein Schließen des vorgenannten Ventils nur durch die Zurücknahme des Steuerstroms bewirkt werden kann. Damit die vom Bremskraft verstärker infolge einer elektromagnetischen Betätigung erzeug te Servokraft gesteuert werden kann, ist es deshalb bisher notwendig, beispielsweise die zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer jeweils herrschende Druckdifferenz zu messen, um dann mit Hilfe dieser Information durch eine relativ aufwendige Regelung die wirkende Servokraft einer gewünschten Anforderung anzupassen.With pneumatic brake boosters with one electromagnetic additional actuation there is the problem that the intensity of a brake application by the electro magnetic actuator takes place, not reported back to the system becomes. To activate the brake booster using the additional electromagnetic actuation, more precisely to open a the influx of atmospheric pressure or overpressure into the work chamber permitting valve, is therefore always an essential equally high amperage is necessary. That means a Closing the aforementioned valve only by taking it back of the control current can be effected. So that of the braking force generate amplifier due to electromagnetic actuation te servo power can be controlled, so it is so far necessary, for example between the working chamber and prevailing pressure difference to the vacuum chamber measure, then using this information through a relative elaborate control the effective servo force of a desired Adjust requirement.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen pneumati schen Bremskraftverstärker mit elektromagnetischer Zusatz betätigung bereitzustellen, bei dem die im Rahmen einer elek tromagnetischen Betätigung erzeugte Servokraft abhängig ist von der Stromstärke, mit der der elektromagnetische Aktuator ange steuert wird.The invention is therefore based on the object of a pneumati brake booster with electromagnetic additive to provide actuation in which the elec generated by the magnetic actuation is dependent on the current with which the electromagnetic actuator is indicated is controlled.
Diese Aufgabe ist ausgehend von einem pneumatischen Bremskraft verstärker der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß entweder das Gehäuse oder der Anker der Elektro magnetanordnung im Steuerventilgehäuse axial frei verschiebbar ist und daß der frei verschiebbare Teil der Elektromagnetanord nung eine normal zur Achse angeordnete, erste Wirkfläche, die im Betrieb dem Druck in der Unterdruckkammer ausgesetzt ist, sowie eine ebenfalls normal zur Mittellängsachse angeordnete und der ersten Wirkfläche gegenüberliegende zweite Wirkfläche aufweist, die im Betrieb dem Druck in der Arbeitskammer ausgesetzt ist. Auf diese Weise wird im Betrieb des erfindungs gemäßen Bremskraftverstärkers eine Kraft in die Elektromagnet anordnung eingeleitet, die der jeweils an der beweglichen Wand herrschenden Druckdifferenz proportional ist. Die Kraft wird entgegen der Magnetkraftrichtung in die Elektromagnetanordnung eingeleitet. Damit ist die zu einer Betätigung der Elektroma gnetanordnung erforderliche Kraft im wesentlichen abhängig von der momentan auf die bewegliche Wand einwirkenden Druckdiffe renz, so daß einem bestimmten Stromwert eine bestimmte Druck differenz und damit eine bestimmte Servokraft zugeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß z. B. bei einer automatischen Bremsung entsprechend der gewünschten Bremsintensität immer nur ein bestimmter, zugehöriger Stromwert für die Ansteuerung der Elektromagnetanordnung eingestellt werden muß. Vorteilhaft sind die den bestimmten Bremsintensitäten zugeordneten Stromwerte in einem Kennfeld abgespeichert. This task is based on a pneumatic braking force amplifier of the type mentioned according to the invention solved that either the housing or the anchor of the electro Magnet arrangement in the control valve housing can be moved axially freely is and that the freely movable part of the electromagnet arrangement a first effective surface arranged normal to the axis, the is exposed to the pressure in the vacuum chamber during operation, as well as one also arranged normal to the central longitudinal axis and the second active surface opposite the first active surface which has the pressure in the working chamber during operation is exposed. In this way, the operation of the invention according brake booster a force in the electromagnet arrangement initiated, each on the movable wall prevailing pressure difference is proportional. The force will against the magnetic force direction in the electromagnet arrangement initiated. This means that the electroma is activated The force required depends essentially on the pressure differences currently acting on the movable wall limit, so that a certain current value a certain pressure difference and thus a certain servo force is assigned. This has the advantage that, for. B. with automatic braking according to the desired braking intensity only one certain, associated current value for controlling the Electromagnet arrangement must be adjusted. Are advantageous the current values assigned to the specific braking intensities in stored in a map.
Die erfindungsgemäße Elektromagnetanordnung ist aufgrund ihrer Einspannung zwischen zwei Druckpolstern ein robustes und dennoch feinfühlig reagierendes Stellglied.The electromagnet arrangement according to the invention is due to its Clamping between two pressure pads a robust and yet responsive actuator.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremskraftver stärkers ist das Gehäuse der Elektromagnetanordnung das im und relativ zum Steuerventilgehäuse frei verschiebbare Teil. Im Gehäuse ist die Spule aufgenommen. Die Spule umgibt den Anker der Elektromagnetanordnung konzentrisch. Bei einer alternativen Ausführungsform sind die Spule und das Gehäuse beispielsweise an einem Betätigungskolben befestigt und der Anker, der bei dieser Ausführungsform das im und relativ zum Steuerventilge häuse frei verschiebbare Teil darstellt, umgibt die Spule konzentrisch.In one embodiment of the Bremskraftver invention Stronger is the housing of the electromagnet arrangement in and Part freely movable relative to the control valve housing. in the The coil is housed. The coil surrounds the anchor the electromagnet arrangement concentrically. An alternative Embodiment are the coil and the housing, for example attached to an actuating piston and the anchor, which at this embodiment in and relative to the control valve represents housing freely movable part, surrounds the coil concentric.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers wirkt das mechanische Eingangsglied auf einen Betätigungskolben, an dem ein erster Ventilsitz zur Verbindung der Arbeitskammer mit wenigstens Atmosphärendruck ausgebildet ist. Darüber hinaus ist ein zweiter Ventilsitz vorhanden, der die Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer verbindet. Ein erstes und ein zweites Ventilglied, das mit dem ersten Ventilsitz bzw. mit dem zweiten Ventilsitz zusammen wirkt, sind bei dieser Ausführungsform mechanisch starr gekop pelt, so daß eine Verschiebung des ersten Ventilgliedes eine entsprechende, synchrone Verschiebung des zweiten Ventilgliedes bewirkt und umgekehrt. Diese Ausbildung führt zu einer verrin gerten Anzahl an Bauteilen und vermindert darüber hinaus Funk tionstoleranzen.According to a preferred embodiment of the invention The brake input booster acts on the mechanical input element an actuating piston on which a first valve seat for Connection of the working chamber with at least atmospheric pressure is trained. In addition, there is a second valve seat present of the working chamber with the vacuum chamber connects. A first and a second valve member, which with the first valve seat or together with the second valve seat acts, are mechanically rigidly coupled in this embodiment pelt, so that a displacement of the first valve member a corresponding, synchronous displacement of the second valve member effected and vice versa. This training leads to a reduction increased number of components and also reduces radio tolerances.
Vorteilhaft ist bei einer Ausführungsform, bei der das Gehäuse der Elektromagnetanordnung das im und relativ zum Steuerventil gehäuse frei verschiebbare Teil darstellt, ein zweiter Ventil sitz bzw. der zweite Ventilsitz zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer am Gehäuse der Elektro magnetanordnung ausgebildet. Dies führt ebenfalls zu einer Verringerung von Funktionstoleranzen und darüber hinaus zu einer sehr kompakten weil kurzen Bauweise des Steuerventils des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers.It is advantageous in an embodiment in which the housing the electromagnet arrangement in and relative to the control valve Represents housing freely movable part, a second valve seat or the second valve seat for connecting the Working chamber with the vacuum chamber on the housing of the electrical magnet arrangement. This also leads to a Reduction of functional tolerances and beyond a very compact because of the short design of the control valve Brake booster according to the invention.
Bevorzugt sind die bereits erwähnten, ersten und zweiten Ven tilglieder durch ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Verbin dungselement starr miteinander gekoppelt. Die Verwendung eines solchen hohlzylindrischen Verbindungselementes ermöglicht große Ventilquerschnitte und daraus resultierend einen großen Luft durchsatz, wodurch das Ansprechverhalten des Bremskraftverstär kers verbessert ist.The already mentioned first and second ven are preferred tilglieder by an essentially hollow cylindrical connection rigidly coupled with each other. The use of a such a hollow cylindrical connecting element enables large Valve cross sections and the resultant large air throughput, whereby the response of the brake booster kers is improved.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremskraftver stärkers weist das hohlzylindrische Verbindungselement an seinem einen Ende einen radial nach innen stehenden Flansch, der das erste Ventilglied trägt, und an seinem gegenüberliegen den, anderen Ende einen radial nach außen stehenden Flansch auf, der das zweite Ventilglied trägt. Die Ventilgliedes kön nen, wenn sie aus elastischem Material bestehen, beispielsweise an die Flansche anvulkanisiert sein.In one embodiment of the brake force ver starters instructs the hollow cylindrical connecting element a radially inward flange at one end, which carries the first valve member, and on its opposite the other end a radially outward flange on which carries the second valve member. The valve member can NEN if they are made of elastic material, for example vulcanized to the flanges.
In konstruktiv vorteilhafter Weise spannt bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers eine sich am Betätigungskolben und innen am hohlzylindrischen Verbindungselement abstützende Druckfeder sowohl den ersten Ventilsitz in Richtung auf das erste Ventilglied als auch das zweite Ventilglied in Richtung auf den zweiten Ventilsitz vor.In a constructively advantageous manner, the tension is preferred Embodiment of the brake booster according to the invention one on the actuating piston and inside on the hollow cylindrical one Connecting element supporting compression spring both the first Valve seat towards the first valve member as well second valve member in the direction of the second valve seat.
Wenn der Betätigungskolben wie üblich die Elektromagnetanord nung durchsetzt, dann ist es - um die der Druckdifferenz an der beweglichen Wand proportionale Kraft in die Elektromagnetanord nung einleiten zu können - wichtig, daß der Betätigungskolben im Bereich der Elektromagnetanordnung gegenüber der Unterdruck kammer abgedichtet ist. Dies kann auf verschiedene Art und Weise geschehen.If the actuating piston as usual the electromagnet arrangement penetration, then it is - that of the pressure difference at the movable wall proportional force in the electromagnet arrangement initiate voltage - it is important that the actuating piston in the area of the electromagnet arrangement opposite the negative pressure chamber is sealed. This can be done in different ways and Way done.
Bei einer Ausführungsform ist hierzu ein als eine Druckfeder wirkender Metallbalg zwischen dem Anker und einem zum Gehäuse der Elektromagnetanordnung gehörenden Ankergegenstück in herme tische abdichtende Weise angeordnet. Bei dieser Ausführungs form funktioniert der Metallbalg als eine das Gehäuse der Elektromagnetanordnung in den unbetätigten Zustand zurück drückende Feder.In one embodiment, this is as a compression spring acting metal bellows between the armature and one to the housing the armature counterpart belonging to the electromagnet arrangement in herme tables arranged sealing way. In this execution the metal bellows functions as a housing of the Electromagnet assembly in the unactuated state back pressing spring.
Bei einer anderen Ausführungsform ist ein als eine Zugfeder wirkender Metallbalg zwischen dem Anker und einer zum Gehäuse der Elektromagnetanordnung gehörenden Spulenabdeckung in herme tisch abdichtender Weise angeordnet. Hier funktioniert der Metallbalg als eine das Gehäuse der Elektromagnetanordnung in den unbetätigten Zustand zurückziehende Feder.In another embodiment, one is as a tension spring metal bellows acting between the armature and one to the housing the coil cover belonging to the electromagnet arrangement in herme arranged table sealing manner. Here it works Metal bellows as a the housing of the electromagnet assembly in spring withdrawing the unactuated state.
Bei einer noch anderen Ausführungsform ist ein Metallbalg zwischen dem Betätigungskolben und einer zum Gehäuse der Elek tromagnetanordnung gehörenden Spulenabdeckung in hermetisch abdichtender Weise angeordnet. Je nachdem, wo der Metallbalg bei dieser Ausführungsform am Betätigungskolben abdichtend befestigt ist, kann der Metallbalg entweder als Zug- oder als Druckfeder wirken.In yet another embodiment is a metal bellows between the actuating piston and one to the housing of the elec tromagnet arrangement belonging coil cover in hermetic arranged in a sealing manner. Depending on where the metal bellows sealing on the actuating piston in this embodiment attached, the metal bellows can either as a pull or as Actuate compression spring.
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä ßen Bremskraftverstärkers ist zur Abdichtung des Betätigungs kolbens gegenüber der Unterdruckkammer ein gummielastischer Balg zwischen einem zum Gehäuse der Elektromagnetanordnung gehörenden Ankergegenstück und einem auf der Kraftausgangsseite des Steuerventils gelegenen Endabschnitt des Steuerventilgehäu ses in hermetisch abdichtender Weise angeordnet.In a modified embodiment of the invention ß brake booster is used to seal the actuation piston opposite the vacuum chamber a rubber elastic Bellows between one to the housing of the electromagnet arrangement belonging anchor counterpart and one on the force output side of the control valve located end portion of the control valve housing ses arranged in a hermetically sealed manner.
Mit "hermetisch abdichtend" ist hier gemeint, daß die Abdich tung vor allem gasdicht sein muß. Dies kann auf vielerlei Weise erreicht werden, beispielsweise können die Balgenden mittels geeigneter Federelemente gegen entsprechende Dichtflächen gepreßt werden. Denkbar ist jedoch auch, daß die Balgenden abdichtend verschraubt werden oder sogar stoffschlüssig, also beispielsweise durch Verlöten, Verschweißen oder Verkleben, befestigt werden. Wichtig ist neben einer gasdichten Abdichtung vor allem, daß die Hublänge des eingesetzten Balges mindestens so groß ist wie der Betätigungshub der Elektromagnetanordnung. By "hermetically sealing" it is meant here that the sealing tion must be gas-tight. This can be done in many ways can be achieved, for example, the bellows ends by means of suitable spring elements against appropriate sealing surfaces be pressed. However, it is also conceivable that the bellows ends can be screwed tightly or even firmly, so for example by soldering, welding or gluing, be attached. In addition to a gas-tight seal, it is important above all, that the stroke length of the bellows used at least is as large as the actuation stroke of the electromagnet arrangement.
Bei manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremskraft verstärkers ist der Betätigungskolben starr mit dem Anker der Elektromagnetanordnung gekoppelt. Vorzugsweise wird der Anker dabei luftdicht mit dem Betätigungskolben verschraubt.In some embodiments of the braking force according to the invention the actuator piston is rigid with the armature of the Coupled electromagnet arrangement. Preferably the anchor screwed airtight to the actuating piston.
Bei anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremskraft verstärkers ist der Anker mit einem auf der Kraftausgangsseite des Steuerventils gelegenen Endabschnitt des Steuerventilgehäu ses starr gekoppelt. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, daß der Anker der Elektromagnetanordnung bei einer über das mechanische Eingangsglied erfolgenden Betätigung des Brems kraftverstärkers nicht zwangsweise mitbewegt wird. Die Spalt verhältnisse zwischen dem Anker und dem Ankergegenstück werden somit bei einer manuellen Betätigung nicht verändert. Dies hat unter anderem den Vorteil, daß bei einer manuellen Betätigung des Bremskraftverstärkers keine Relativbewegungen der Bauteile der Elektromagnetanordnung auftreten, was den Verschleiß be trächtlich reduziert und so die Lebensdauer erhöht. Darüber hinaus läßt sich bei dieser Ausführungsform das Steuerventil einfacher zusammenbauen.In other embodiments of the braking force according to the invention amplifier is the anchor with one on the force output side of the control valve located end portion of the control valve housing rigidly coupled. These embodiments have the advantage that the armature of the electromagnet assembly at one over the mechanical input element actuating the brake power amplifier is not necessarily moved. The gap relationships between the anchor and the anchor counterpart therefore not changed when operated manually. this has including the advantage that with a manual operation of the brake booster no relative movements of the components the electromagnet arrangement occur, which be the wear reduced dramatically, increasing the lifespan. About that In addition, the control valve can be in this embodiment easier to assemble.
Verschiedene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers und insbesondere dessen Steuerventils werden im folgenden anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:Different embodiments of an inventive Brake booster and in particular its control valve are explained in more detail below with the aid of the schematic figures explained. It shows:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 1 shows a first embodiment in longitudinal section;
Fig. 1a das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einem durch die Elektromagnetanordnung betätigten Zustand in dem Luft in die Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers strömt, Fig. 1a, the embodiment of FIG. 1 in an actuated by the electromagnet assembly state in which air flows into the working chamber of the brake booster,
Fig. 1b das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer Stel lung, in der sich im Anschluß an eine Betätigung gemäß Fig. 1a durch Zurücknahme des Ansteuerungs stromes der Elektromagnetanordnung ein neuer Gleich gewichtszustand eingestellt hat, FIG. 1b, the embodiment of FIG. 1 in a Stel lung, in which following an operation according to FIG. 1a by withdrawal of the driving current of the electromagnet arrangement has a new DC adjusted steady state,
Fig. 1c das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einem Zu stand, der sich im Anschluß an Fig. 1b durch eine er neute Verringerung des Ansteuerungsstromes ergibt und in dem eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers geöff net ist, FIG. 1c, the embodiment according to FIG. 1 to stand in a resulting in connection with Fig. 1b by a he Neute reduction of the drive current and in which a connection between the working chamber and the vacuum chamber of the brake booster geöff net is
Fig. 2 ein gegenüber Fig. 1 etwas abgewandeltes, zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 2 is a comparison with FIG. 1 is slightly modified, second embodiment in longitudinal section;
Fig. 3 ein drittes, nochmals leicht abgewandeltes Ausfüh rungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 3 shows a third, once slightly modified exporting approximately example in longitudinal section;
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 4 shows a fourth embodiment in longitudinal section;
Fig. 5 ein gegenüber Fig. 4 leicht abgewandeltes, fünftes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, und Fig. 5 a slightly modified compared to Fig. 4, fifth embodiment in longitudinal section, and
Fig. 6 ein dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ähnliches, sechstes Ausführungsbeispiel. Fig. 6 shows a sixth embodiment similar to the embodiment shown in Fig. 1.
Fig. 1 und ergänzend hierzu Fig. 6 zeigen einen Unterdruck bremskraftverstärker mit einem Verstärkergehäuse 10, von dem ein kleiner Teil in Fig. 6 dargestellt ist. Das üblicherweise aus zwei Blechhalbschalen gebildete Verstärkergehäuse 10 be grenzt einen Innenraum, der durch zumindest eine bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer 14 und eine Arbeitskammer 16 unterteilt ist. Fig. 1 and in addition Fig. 6 show a vacuum brake booster with an amplifier housing 10 , a small part of which is shown in Fig. 6. The amplifier housing 10 , which is usually formed from two sheet metal half-shells, defines an interior space that is divided by at least one movable wall into a vacuum chamber 14 and a working chamber 16 .
In das Verstärkergehäuse 10 ragt längs einer Mittellängsachse A ein Steuerventil 18 zum Steuern einer auf die bewegliche Wand 12 einwirkenden pneumatischen Druckdifferenz. Das Steuerventil 18 hat ein Steuerventilgehäuse 20 und ist, wie aus Fig. 6 ersichtlich, verschieblich und abdichtend in einem axial nach außen stehenden, zylindrischen Hals des Verstärkergehäuses 10 aufgenommen. Im Innenraum des Verstärkergehäuses 10 ist die bewegliche Wand 12 an einem umlaufenden Radialflansch 22 des Steuerventilgehäuses 20 abdichtend und kraftübertragend befestigt. Eine Rückstellfeder 23 spannt das Steuerventil gehäuse 20 samt der beweglichen Wand 12 in die gezeigte Aus gangsstellung vor. A control valve 18 projects into the amplifier housing 10 along a central longitudinal axis A for controlling a pneumatic pressure difference acting on the movable wall 12 . The control valve 18 has a control valve housing 20 and, as can be seen from FIG. 6, is displaceably and sealingly accommodated in an axially outwardly projecting, cylindrical neck of the amplifier housing 10 . In the interior of the booster housing 10 , the movable wall 12 is fastened in a sealing and force-transmitting manner to a circumferential radial flange 22 of the control valve housing 20 . A return spring 23 biases the control valve housing 20 together with the movable wall 12 in the starting position shown from before.
Das Steuerventil 18 und damit der Bremskraftverstärker ist mit einem axial in das Steuerventilgehäuse 20 ragenden, mechani schen Eingangsglied 24 betätigbar, das im Steuerventil 18 auf einen Betätigungskolben 26 wirkt und dessen anderes Ende bei spielsweise mit einem hier nicht dargestellten Bremspedal verbunden ist. Der Betätigungskolben 26 durchsetzt das gesamte Steuerventilgehäuse 20 und überträgt die durch das Eingangs glied 24 eingeleitete Betätigungskraft auf eine sogenannte Fühlscheibe 28, die in einem kraftausgangsseitigen Endabschnitt 30 des Steuerventilgehäuses 20 aufgenommen ist. Die Fühlscheibe 28 wiederum wirkt auf eine gummielastische Reaktionsscheibe 32 größeren Durchmessers, die ebenfalls in dem Endabschnitt 30 aufgenommen ist und die die Betätigungskraft auf einen Ein gangskolben 34 eines hier nicht weiter dargestellten hydrauli schen Hauptzylinders überträgt, der an der unterdruckseitigen Verstärkergehäusehälfte angebracht ist.The control valve 18 and thus the brake booster can be actuated with an axially projecting into the control valve housing 20 , mechanical rule's input member 24 , which acts in the control valve 18 on an actuating piston 26 and whose other end is connected, for example, to a brake pedal, not shown here. The actuating piston 26 passes through the entire control valve housing 20 and transmits the actuating force introduced by the input member 24 to a so-called feeler 28 , which is received in a force output side end section 30 of the control valve housing 20 . The sensing disk 28 in turn acts on a rubber-elastic reaction disk 32 of larger diameter, which is also received in the end portion 30 and which transmits the actuating force to an input piston 34 of a hydraulic master cylinder, not shown here, which is attached to the vacuum-side amplifier housing half.
An dem Betätigungskolben 26 ist ein erster Ventilsitz 36 ausge bildet, der mit einem ersten Ventilglied 38 zusammenwirkt und der in offenem Zustand über einen radialen Kanal 40 die Ar beitskammer 16 mit Atmosphärendruck (oder Überdruck) verbindet, der durch ein Luftfilterelement 42 von außen in das Steuerven tilgehäuse 20 einströmen kann. Durch den radialen Kanal 40 des Steuergehäuses 20 ragt ein am Betätigungskolben 26 befestigter Querriegel 44, der bei einer Betätigung des Steuerventils 18 die axiale Relativbewegung des Betätigungskolbens 26 gegenüber dem Steuerventilgehäuse 20 durch Inkontaktkommen mit der in den Figuren linken Seitenwand des Kanals 40 begrenzt und der bei einer Rückkehrbewegung des Betätigungskolbens 26 am Ende eines Bremsvorganges gegen einen in der Verstärkergehäusewand ausge bildeten Anschlag 46 stößt, der die sogenannte Lösestellung (unbetätigte Stellung) des Bremskraftverstärkers definiert.On the actuating piston 26 , a first valve seat 36 is formed, which cooperates with a first valve member 38 and which, in the open state, connects the working chamber 16 with atmospheric pressure (or overpressure) via a radial channel 40, which is connected to the outside by an air filter element 42 Steuererven valve housing 20 can flow. Through the radial passage 40 of the control housing 20 mounted on the actuating piston 26 cross bar 44 which is opposite to the control valve housing 20 limits upon actuation of the control valve 18, the relative axial movement of the actuating piston 26 by coming into contact with the left in the figures, the side wall of the channel 40 and projects at a return movement of the actuating piston 26 at the end of a braking operation abuts against a stop 46 formed in the booster housing wall, which defines the so-called release position (unactuated position) of the brake booster.
Zur automatischen, d. h. vom Willen eines Fahrers unabhängigen Betätigung des Bremskraftverstärkers weist das Steuerventil 18 eine Elektromagnetanordnung 48 auf, die in einem stufenförmig erweiterten Teil des Steuerventilgehäuses 20 aufgenommen ist und die einen Anker 50, ein aus einem Ankergegenstück 52 und einer Spulenabdeckung 54 gebildetes Gehäuse und eine darin aufgenommene, von einem Spulenhalter 56 getragene Spule 58 umfaßt, die den Anker 50 ringförmig umgibt. Die Elektromagnet anordnung 48 ist koaxial zum Betätigungskolben 26 angeordnet und wird von letzterem durchsetzt. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Betätigungskolben 26 mittels einer gasdicht ausgeführten Verschraubung 60 starr mit dem Anker 50 gekoppelt. Radial zwischen dem Anker 50 und der Spulenabdeckung 54 bzw. dem Spulenhalter 56 befindet sich eine dünnwandige Trennhülse 62 aus nichtmagnetischem Material, auf deren Innen fläche der Anker 50 unterstützt durch einen Gleitring 64 axial gleiten kann.For automatic, a driver that is, the will of independent actuation of the brake booster, the control valve 18 is a solenoid assembly 48 which is received in a step-like widened portion of the control valve housing 20 and an armature 50, a of an armature counterpart 52 and a coil cover 54 formed housing and includes a coil 58 received therein and carried by a coil holder 56 and which surrounds the armature 50 in a ring shape. The electromagnet arrangement 48 is arranged coaxially with the actuating piston 26 and is penetrated by the latter. In the embodiment shown in FIG. 1, the actuating piston 26 is rigidly coupled to the armature 50 by means of a gas-tight screw connection 60 . Radially between the armature 50 and the coil cover 54 or the coil holder 56 is a thin-walled separating sleeve 62 made of non-magnetic material, on the inner surface of the armature 50 supported by a sliding ring 64 can slide axially.
Auf der dem Eingangsglied 24 zugewandten Stirnseite der Spulen abdeckung 54 ist außen ein zweiter ringförmiger Ventilsitz 66 ausgebildet, der mit einem zweiten Ventilglied 68 zusammenwirkt und in offenem Zustand über einen Ringkanal 70 die Unterdruck kammer 14 mit der Arbeitskammer 16 verbindet. Das erste Ventil glied 38 und das zweite Ventilglied 68 werden von einem im wesentlichen hohlzylindrischen Verbindungselement 72 getragen, das hierzu an seinem einen Ende einen radial nach innen stehen den Flansch 74 auf den das gummielastische, erste Ventilglied 38 aufvulkanisiert ist, und an seinem gegenüberliegenden, anderen Ende einen radial nach außen stehenden Flansch 76 aufweist, auf den das gummielastische, zweite Ventilglied 68 aufvulkanisiert ist. Die Wandung des Verbindungselementes 72 weist Durchbrüche für den Querriegel 44 und die zur Arbeitskam mer 16 strömende Luft auf. Das hohlzylindrische Verbindungs element 72 koppelt die beiden Ventilglieder 38 und 68 starr miteinander, so daß eine Bewegung des zweiten Ventilgliedes 68 synchron auf das erste Ventilglied 38 übertragen wird und umgekehrt.On the input member 24 facing the end of the coil cover 54 , a second annular valve seat 66 is formed on the outside, which cooperates with a second valve member 68 and in the open state via an annular channel 70 connects the vacuum chamber 14 with the working chamber 16 . The first valve member 38 and the second valve member 68 are carried by an essentially hollow cylindrical connecting element 72 , which for this purpose has a radially inward at one end the flange 74 onto which the rubber-elastic, first valve member 38 is vulcanized, and on its opposite, the other end has a radially outwardly extending flange 76 onto which the rubber-elastic, second valve member 68 is vulcanized. The wall of the connecting element 72 has openings for the cross bar 44 and the air flowing to the working chamber 16 . The hollow cylindrical connecting element 72 couples the two valve members 38 and 68 rigidly to one another, so that a movement of the second valve member 68 is transmitted synchronously to the first valve member 38 and vice versa.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das erste Ventil glied 38 mit einem einstückig angeformten gummielastischen Balg 78 versehen, dessen freier Rand verdickt ausgebildet und zwi schen einem nach innen ragenden Vorsprung des Steuerventilge häuses 20 und einem Luftführungseinsatz 80 dichtend eingeklemmt ist. In analoger Weise ist auch das zweite Ventilglied 68 mit einem einstückig angeformten, gummielastischen Balg 82 ver sehen, dessen verdickter freier Rand zwischen dem Steuerventil gehäuse 20 und einem Einsatz 84 dichtend eingeklemmt ist. Wie aus den Figuren ersichtlich, ist diese Anordnung so gewählt, daß bezüglich jedes Ventils 36, 38 und 66, 68 Druckausgegli chenheit erzielt ist, d. h. es wirken keine aus dem unterschied lichen Druck in der Unterdruckkammer 14 bzw. der Arbeitskammer 16 resultierende Kraftkomponenten auf die Ventilglieder 38, 68.In the exemplary embodiments shown, the first valve member 38 is provided with an integrally molded rubber-elastic bellows 78 , the free edge of which is thickened and between an inwardly projecting projection of the control valve housing 20 and an air guide insert 80 is clamped in a sealing manner. In an analogous manner, the second valve member 68 is also seen with an integrally formed, rubber-elastic bellows 82 , the thickened free edge of which is sealed between the control valve housing 20 and an insert 84 . As can be seen from the figures, this arrangement is chosen so that with respect to each valve 36 , 38 and 66 , 68 pressure balance is achieved, ie there are no force components resulting from the different pressure in the vacuum chamber 14 or the working chamber 16 Valve members 38 , 68 .
Wie dargestellt spannt eine sich am Betätigungskolben 26 und an einem inneren Vorsprung des Verbindungselements 72 abstützende Druckfeder 86 sowohl den ersten Ventilsitz 36 in Richtung auf das erste Ventilglied 38 als auch das zweite Ventilglied 68 in Richtung auf den zweiten Ventilsitz 66 vor. Eine weitere Druck feder 88, die sich mit ihrem einen Ende an dem Luftführungs einsatz 80 und mit ihrem anderen Ende am mechanischen Eingangs glied 24 abstützt, spannt das Eingangsglied 24 entgegen der Betätigungsrichtung vor.As illustrated spanning a located on the actuating piston 26 and at an inner projection of the connection element 72 supporting the compression spring 86, both the first valve seat 36 in the direction of the first valve member 38 and the second valve member 68 toward the second valve seat 66 before. Another compression spring 88 , which is supported at one end to the air guide insert 80 and with its other end to the mechanical input member 24 , biases the input member 24 against the direction of actuation.
Es wird nun die Funktion des Bremskraftverstärkers und insbe sondere des Steuerventils 18 näher erläutert. Betätigt der Fahrer das hier nicht dargestellte Bremspedal, so verschieben sich das Eingangsglied 24 und der Betätigungskolben 26 aus der in Fig. 1 gezeigten Ruhelage relativ zum Steuerventilgehäuse 20 nach links. Das durch das Verbindungselement 72 an einer Mitbe wegung gehinderte erste Ventilglied 38 verliert somit den dichtenden Kontakt zum ersten Ventilsitz 36, wodurch die Ver bindung der Arbeitskammer 16 zum Atmosphärendruck geöffnet wird. Luft strömt durch das Luftfilterelement 42, über den ersten Ventilsitz 36 und durch den radialen Kanal 40 in die Arbeitskammer 16 ein, woraufhin sich an der beweglichen Wand 12 ein Differenzdruck aufbaut. Dieser Differenzdruck verschiebt die bewegliche Wand 12 und damit das Steuerventilgehäuse 20 nach links, woraus eine entsprechende Servokraft resultiert, die an den hier nicht dargestellten Hauptzylinder weitergelei tet wird. The function of the brake booster and in particular the control valve 18 will now be explained in more detail. Move the driver presses the brake pedal, not shown here, so the input member 24 and the actuating piston 26 from the position shown in Fig. 1 rest position relative to the control valve housing 20 to the left. The movement prevented by the connecting element 72 at a Mitbe first valve member 38 thus loses the sealing contact with the first valve seat 36 , whereby the United connection of the working chamber 16 is opened to atmospheric pressure. Air flows through the air filter element 42 , via the first valve seat 36 and through the radial channel 40 into the working chamber 16 , whereupon a differential pressure builds up on the movable wall 12 . This differential pressure moves the movable wall 12 and thus the control valve housing 20 to the left, which results in a corresponding servo force, which is passed on to the master cylinder, not shown here.
Beim Lösen des Bremspedals bewegen sich aufgrund der Kräfte der Druckfedern 86 und 88 der Betätigungskolben 26 und das Ein gangsglied 24 nach rechts zurück, wodurch der erste Ventilsitz 36 wieder in dichtende Anlage mit dem ersten Ventilglied 38 gerät. Die beschriebene Rückkehrbewegung führt jedoch aufgrund des Verbindungselements 72 auch dazu, daß das zweite Ventil glied 68 vom zweiten Ventilsitz 66 abhebt, wodurch die Verbin dung zwischen der Unterdruckkammer 14 und der Arbeitskammer 16 geöffnet ist. Weil die Unterdruckkammer 14 ständig mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, führt dies zu der gewünschten Differenzdruckabsenkung an der beweglichen Wand 12 und somit zu einer Rücknahme der vom Bremskraftverstärker erzeugten Servo kraft.When releasing the brake pedal move due to the forces of the compression springs 86 and 88 of the actuating piston 26 and the one input member 24 back to the right, whereby the first valve seat 36 comes back into sealing contact with the first valve member 38 . However, the return movement described leads due to the connecting element 72 that the second valve member 68 lifts from the second valve seat 66 , whereby the connec tion between the vacuum chamber 14 and the working chamber 16 is open. Because the vacuum chamber 14 is constantly connected to a vacuum source, this leads to the desired differential pressure reduction on the movable wall 12 and thus to a withdrawal of the servo force generated by the brake booster.
Eine elektromagnetische Betätigung des Steuerventils 18 ver läuft wie folgt: Ausgehend von Fig. 1, in der die Elektro magnetanordnung 48 von der Druckfeder 86 gegen den Endabschnitt 30 des Steuerventilgehäuses 20 vorgespannt ist, wird die Spule 58 bestromt. Zwischen dem Anker 50 und dem Ankergegenstück 52 entsteht daraufhin ein Kraftfeld. Da der Anker 50 mit dem Betätigungskolben 26 starr verbunden ist, beginnt sich nach Überwindung der Vorspannkraft der Druckfeder 86 die Spule 58 mitsamt dem Ankergegenstück 52 sowie der Spulenabdeckung 54 nach rechts zu bewegen, also entgegen der Pedalbetätigungsrich tung. Der an der Spulenabdeckung 54 ausgebildete zweite Ventil sitz 66 verschiebt das zweite Ventilglied 68 und, über das Verbindungselement 72, auch das erste Ventilglied 38 nach rechts, worauf letzteres vom ersten Ventilsitz 36 abhebt. Die Verbindung zwischen Arbeitskammer 16 und dem Atmosphärendruck ist damit geöffnet und Luft kann wie oben beschrieben in die Arbeitskammer 16 einströmen. Dieser Zustand ist in Fig. 1a wiedergegeben. Es sei hier darauf hingewiesen, daß dieser Zustand sowohl ohne eine Bremspedalbetätigung als auch überla gert zu einer Bremspedalbetätigung erreicht werden kann.An electromagnetic actuation of the control valve 18 runs as follows: Starting from Fig. 1, in which the electro-magnet assembly 48 is biased by the compression spring 86 against the end portion 30 of the control valve housing 20 , the coil 58 is energized. A force field then arises between the armature 50 and the armature counterpart 52 . Since the armature 50 is rigidly connected to the actuating piston 26 , after overcoming the pretensioning force of the compression spring 86, the coil 58 together with the armature counterpart 52 and the coil cover 54 begins to move to the right, that is, counter to the pedal actuation direction. The formed on the coil cover 54 second valve seat 66 moves the second valve member 68 and, via the connecting element 72 , also the first valve member 38 to the right, whereupon the latter lifts off from the first valve seat 36 . The connection between the working chamber 16 and the atmospheric pressure is thus opened and air can flow into the working chamber 16 as described above. This state is shown in Fig. 1a. It should be noted here that this state can be achieved both without a brake pedal actuation and overlaid to a brake pedal actuation.
Wie insbesondere aus Fig. 1a gut hervorgeht, wirkt auf die dem nicht dargestellten Hauptzylinder zugewandte Stirnfläche der Elektromagnetanordnung 48, genauer des Ankergegenstücks 52, der in der Unterdruckkammer 14 vorherrschende Druck, während auf die gegenüberliegende Stirnfläche der Elektromagnetanordnung 48, genauer auf die Spulenabdeckung 54, der aktuell in der Arbeitskammer 16 herrschende Druck wirkt. Die Wirkfläche, auf die der Druck der Unterdruckkammer 14 wirkt, ist mit W1 be zeichnet, während die Wirkfläche, auf die der Druck der Arbeits kammer 16 wirkt, mit W2 bezeichnet ist. Beide Wirkflächen W1 und W2 werden radial außen durch den Durchmesser des zweiten Ventilsitzes 66 und radial innen im wesentlichen vom Durchmes ser des Betätigungskolben 26, genauer vom Wirkdurchmesser eines im folgenden beschriebenen Metallbalgs 90 begrenzt.As can be seen particularly well from FIG. 1 a, the pressure prevailing in the vacuum chamber 14 acts on the end face of the electromagnet arrangement 48 , more precisely on the armature counterpart 52 , facing the master cylinder, while on the opposite end face of the electromagnet arrangement 48 , more precisely on the coil cover 54 . the pressure currently prevailing in the working chamber 16 acts. The effective area on which the pressure of the vacuum chamber 14 acts is marked W 1 , while the effective area on which the pressure of the working chamber 16 acts is designated W 2 . Both effective surfaces W 1 and W 2 are limited radially outside by the diameter of the second valve seat 66 and radially inside essentially by the diameter of the actuating piston 26 , more precisely by the effective diameter of a metal bellows 90 described below.
Damit die Drücke wie erläutert auf die Elektromagnetanordnung 48 wirken können, muß der axial verschiebbare Betätigungskolben 26 gegenüber der Arbeitskammer 16 hermetisch abgedichtet sein. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird dies durch einen hohlzylindrischen Metallbalg 90 erreicht, der den Betätigungs kolben 26 innerhalb der Elektromagnetanordnung 48 koaxial umgibt und dessen eines Ende abdichtend mit dem Anker 50 und dessen anderes Ende abdichtend mit dem Ankergegenstück 52 verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt der Metall balg 90 wie eine Druckfeder, die das aus Ankergegenstück 52 und Spulenabdeckung 54 bestehende Gehäuse der Elektromagnetanord nung 48 in die in Fig. 1 wiedergegebene Ausgangsstellung vor spannt.So that the pressures can act on the electromagnet arrangement 48 as explained, the axially displaceable actuating piston 26 must be hermetically sealed with respect to the working chamber 16 . In the embodiment according to FIG. 1, this is achieved by a hollow cylindrical metal bellows 90 which coaxially surrounds the actuating piston 26 within the electromagnet arrangement 48 and one end of which is sealingly connected to the armature 50 and the other end of which is sealingly connected to the armature counterpart 52 . In this embodiment, the metal bellows 90 acts as a compression spring, the existing from armature counterpart 52 and coil cover 54 housing the Elektromagnetanord voltage 48 in the starting position shown in Fig. 1 before.
Aus der vorstehenden Erläuterung wird klar, daß auf das Gehäuse der Elektromagnetanordnung 48, das im Steuerventilgehäuse 20 axial frei verschiebbar ist, eine Kraft wirkt, die proportional zur auf die bewegliche Wand wirkenden Druckdifferenz ist. Diese Kraft wirkt der Magnetkraft der Elektromagnetanordnung 48, d. h. der im Anschluß an eine Betätigung der Elektromagnetanordnung 48 zum Abheben des ersten Ventilgliedes 38 vom ersten Ventil sitz 36 führenden Kraft, entgegen. Erhöht sich der an der beweglichen Wand 12 anliegende Differenzdruck, so erhöht sich in gleichem Maße die in die Elektromagnetanordnung 48 eingelei tete, der Magnetkraft entgegenwirkende Kraftkomponente. Bei unveränderter Bestromung der Spule 58 wird diese auf das Gehäu se der Elektromagnetanordnung 48 wirkende Kraftkomponente aufgrund der durch den offenen ersten Ventilsitz 36 zuströmen den Luft und des sich deshalb ständig erhöhenden Differenz drucks schließlich so groß, daß das Gehäuse der Elektromagnet anordnung 48 wieder etwas nach links verschoben wird, so daß das erste Ventilglied 38 sich wieder dichtend an den ersten Ventilsitz 36 anlegt. Damit ist ein Gleichgewichtszustand zwischen der aktuellen Bestromung der Spule 58, also des An steuerungsstromes, und der dadurch erzielten Druckdifferenz an der beweglichen Wand 12 erreicht. Dieser Zustand ist in Fig. 1b wiedergegeben.From the above explanation it is clear that a force acts on the housing of the electromagnet arrangement 48 , which is axially freely displaceable in the control valve housing 20 , which force is proportional to the pressure difference acting on the movable wall. This force counteracts the magnetic force of the electromagnet arrangement 48 , ie the force following the actuation of the electromagnet arrangement 48 for lifting the first valve member 38 from the first valve seat 36 . If the differential pressure applied to the movable wall 12 increases, the force component which counteracts the magnetic force and is introduced into the electromagnet arrangement 48 increases to the same extent. With unchanged energization of the coil 58 , this force acting on the hous se of the solenoid assembly 48 force component due to the inflow through the open first valve seat 36, the air and therefore constantly increasing differential pressure finally so large that the housing of the solenoid assembly 48 again somewhat is shifted to the left, so that the first valve member 38 again seals against the first valve seat 36 . An equilibrium state is thus achieved between the current energization of the coil 58 , that is to say the control current, and the pressure difference thereby achieved on the movable wall 12 . This state is shown in Fig. 1b.
Wird nun die Bestromung der Spule 58 verringert, sorgt die auf das Gehäuse der Elektromagnetanordnung 48 wirkende Druckdiffe renz in Verbindung mit der durch den Metallbalg 90 ausgeübten Federkraft für eine erneute Verschiebung des Gehäuses der Elektromagnetanordnung 48 nach links, wodurch der zweite Ven tilsitz 66 vom zweiten Ventilglied 68 abhebt, da letzteres der Bewegung aufgrund des ortsfest bleibenden Betätigungskolbens 26 und der mittels des Verbindungselements 72 erzielten Koppelung nicht folgen kann. Dieser Zustand ist in Fig. 1c dargestellt.Now, if the energization of the coil 58 decreases, ensures that the housing of the solenoid assembly 48 Druckdiffe acting Conference in conjunction with the force exerted by the metal bellows 90 spring force for a renewed displacement of the housing of the electromagnet assembly 48 to the left, whereby the second Ven tilsitz 66 from the second Valve member 68 lifts, since the latter cannot follow the movement due to the actuating piston 26 remaining stationary and the coupling achieved by means of the connecting element 72 . This state is shown in Fig. 1c.
Die Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 14 und der Ar beitskammer 16 ist somit geöffnet und die, auch an der bewegli chen Wand 12 anliegende Druckdifferenz, fällt solange, bis sich ein erneutes Kräftegleichgewicht einstellt, bei Erreichen dessen sich der zweite Ventilsitz 66 wieder dichtend an das zweite Ventilglied 68 anlegt. Auf diese Weise kann die vom Bremskraft verstärker erzeugte Servokraft wahlweise herauf- oder herunter gefahren werden. Das genannte Streben des Systems nach einem Kräftegleichgewichtszustand führt dabei zu einer selbsttätigen Einregelung des zum gewählten Ansteuerungsstrom gehörenden Differenzdruckwertes.The connection between the vacuum chamber 14 and the Ar beitskammer 16 is thus open and the pressure difference, which is also present on the movable wall 12 , falls until a new force equilibrium is reached, upon reaching which the second valve seat 66 seals against the second again Valve member 68 creates. In this way, the servo force generated by the brake force booster can optionally be raised or lowered. The mentioned striving of the system for a state of equilibrium of forces leads to an automatic adjustment of the differential pressure value belonging to the selected control current.
Die in den folgenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von dem zuvor genau erläuterten, ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen nur durch eine andere Art der Abdichtung des Betätigungskolbens 26 gegenüber der Unter druckkammer 14.The exemplary embodiments shown in the following figures differ from the previously described first exemplary embodiment essentially only by a different type of sealing of the actuating piston 26 from the vacuum chamber 14 .
Beim in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist hierzu ein hohlzylindrischer Metallbalg 90' mit seinem einen Ende hermetisch dicht am Anker 50 befestigt, während an seinem anderen Ende ein radial nach außen stehender, ringförmiger Flanschabschnitt 92 vorhanden ist, der mit einem axial gerich teten Kragen an der Spulenabdeckung 54 hermetisch abdichtend befestigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt der Metallbalg 90' wie eine Zugfeder, die das Gehäuse der Elektromagnetanord nung 48 in die Ausgangsstellung zurückzieht.In the second embodiment shown in Fig. 2, a hollow cylindrical metal bellows 90 'is hermetically attached at one end to the armature 50 , while at the other end there is a radially outward-standing, annular flange portion 92 , which has an axially directed collar hermetically sealed to the coil cover 54 . In this embodiment, the metal bellows 90 'acts as a tension spring, which pulls the housing of the electromagnet arrangement 48 back into the starting position.
Beim in Fig. 3 dargestellten, dritten Ausführungsbeispiel ist demgegenüber ein im Querschnitt kegelstumpfförmiger Metallbalg 90'' mit seinem einen Ende an der Spulenabdeckung 54 und mit seinem anderen Ende in einer Nut 94 des Betätigungskolbens 26 gasdicht befestigt. Analog zum ersten Ausführungsbeispiel wirkt auch beim dritten Ausführungsbeispiel der Metallbalg 90'' als eine das Gehäuse der Elektromagnetanordnung 48 rückstellende Druckfeder.In contrast, in the third exemplary embodiment shown in FIG. 3, a metal bellows 90 ″ having a frustoconical cross section is fastened in a gas-tight manner with its one end to the coil cover 54 and with its other end in a groove 94 of the actuating piston 26 . Analogously to the first exemplary embodiment, the metal bellows 90 ″ also acts in the third exemplary embodiment as a compression spring which resets the housing of the electromagnet arrangement 48 .
Die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 2 und 3 haben den Vorteil, daß die beweglichen Teile der Elektromagnetanordnung 48 herme tisch vom Luftstrom zwischen der Arbeitskammer 16 und der Atmosphäre getrennt sind. Hierdurch werden die Gleitflächen vor jeder Art von Verschmutzung zuverlässig geschützt, was der Lebensdauer zugute kommt.The exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 3 have the advantage that the moving parts of the electromagnet arrangement 48 are hermetically separated from the air flow between the working chamber 16 and the atmosphere. As a result, the sliding surfaces are reliably protected against any kind of contamination, which benefits the service life.
Beim in Fig. 4 wiedergegebenen vierten Ausführungsbeispiel übernimmt die Abdichtung ein gummielastischer Balg 96, der von einer Druckfeder 98 sowohl in dichtende Anlage mit dem Endab schnitt 30 des Steuerventilgehäuses 20 als auch mit dem Anker gegenstück 52 gepreßt wird. Um eine bereits im stromlosen Zustand erfolgende Verschiebung des Gehäuses der Elektromagnet anordnung 48 nach rechts zu verhindern, ist eine entsprechend stärkere Druckfeder 100 vorgesehen, die sich im Steuerventilge häuse 20 zwischen dem Einsatz 84 und der Spulenabdeckung 54 abstützt.In the fourth embodiment shown in FIG. 4, the sealing takes over a rubber-elastic bellows 96 , which is compressed by a compression spring 98 both in sealing contact with the end section 30 of the control valve housing 20 and with the armature counterpart 52 . In order to prevent a displacement of the housing of the electromagnet assembly 48 to the right, which is already in the currentless state, a correspondingly stronger compression spring 100 is provided which is supported in the control valve housing 20 between the insert 84 and the coil cover 54 .
Das in Fig. 5 gezeigte fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom vierten Ausführungsbeispiel lediglich durch die Anord nung der der Druckfeder 98 entgegenwirkenden Druckfeder. Gemäß Fig. 5 ist eine Druckfeder 100' an etwa derjenigen Stelle angeordnet, an der sich beim ersten Ausführungsbeispiel der Metallbalg 90 befindet.The fifth embodiment shown in FIG. 5 differs from the fourth embodiment only in the arrangement of the compression spring 98 counteracting the compression spring. FIG. 5 is a compression spring 100 'is arranged at about that point, is located in the first embodiment of metal bellows 90 at.
Das in Fig. 6 dargestellte sechste Ausführungsbeispiel ent spricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Im Unterschied hierzu ist der Anker 50 jedoch mittels einer Verschraubung 102 starr mit dem Endabschnitt 30 des Steuerven tilgehäuses 20 gekoppelt. Bei einer Betätigung des Steuer ventils 18 mittels des Eingangsgliedes 24 wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Anker 50 nicht mehr zwangsweise mitbe wegt. Dies hat den Vorteil, daß sich die Spaltverhältnisse zwischen dem Anker 50 und dem Ankergegenstück 52 bei einer manuellen Betätigung nicht verändern. Darüber hinaus ist die Montage dieser Ausführungsform einfacher.The sixth exemplary embodiment shown in FIG. 6 corresponds essentially to the exemplary embodiment according to FIG. 1. In contrast to this, the armature 50 is, however, rigidly coupled to the end section 30 of the control valve housing 20 by means of a screw connection 102 . Upon actuation of the control valve 18 by means of the input member 24 , the armature 50 is no longer necessarily moved mitbe in this embodiment. This has the advantage that the gap ratios between the armature 50 and the armature counterpart 52 do not change during manual actuation. In addition, the assembly of this embodiment is easier.
Bei allen Ausführungsformen sind Mittel vorhanden, die die vollflächige Anlage des Ankergegenstücks 52 am Endabschnitt 30 des Steuerventilgehäuses 20 verhindern. Dies können kugelkalot tenförmige Erhebungen 104 sein (siehe Fig. 1, 2, 3 und 6) oder Abstandsstifte 106 (siehe Fig. 4 und 5), die zugleich eine durch zu starkes Zusammendrücken des Dichtbalgs 96 erfolgende Zerstörung desselben verhindern. Die genannten Abstandsmittel sorgen jedoch in erster Linie dafür, daß der Druck der Unter druckkammer 14 ungehindert auf die Wirkfläche W1 wirken kann. Darüber hinaus verhindern sie ein magnetisches "Ankleben" des Ankergegenstücks 52 am Endabschnitt 30 des Steuerventilgehäuses 20.In all embodiments, means are present which prevent the full-surface contact of the armature counterpart 52 on the end section 30 of the control valve housing 20 . This can be kugelkalot ten-shaped elevations 104 (see FIGS . 1, 2, 3 and 6) or spacer pins 106 (see FIGS. 4 and 5), which at the same time prevent the bellows 96 from being destroyed by excessive compression of the latter. The distance means mentioned, however, primarily ensure that the pressure of the vacuum chamber 14 can act freely on the active surface W 1 . In addition, they prevent magnetic "sticking" of the armature counterpart 52 to the end section 30 of the control valve housing 20 .
Claims (13)
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Also Published As
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