DE19849285A1 - Pneumatischer Bremskraftverstärker - Google Patents
Pneumatischer BremskraftverstärkerInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem Verstärkergehäuse (1), dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand (2) in eine Arbeitskammer (3) und eine Unterdruckkammer (4) unterteilt ist, und einem die bewegliche Wand (2) tragenden Steuergehäuse (7), in dem ein sowohl durch eine Betätigungsstange (5) mittels eines Ventilkolbens (10) als auch durch einen Elektromagneten (24) betätigbares Steuerventil (6) mit drei konzentrisch zueinander angeordneten Dichtsitzen (8, 9, 23) sowie einem mit den Dichtsitzen zusammenwirkenden Ventilkörper (11) zur Steuerung einer auf die bewegliche Wand einwirkenden Druckdifferenz angeordnet sind, wobei der erste Dichtsitz (8) im Steuergehäuse, der zweite Dichtsitz (9) am Ventilkolben (10) und der dritte Dichtsitz (23) an einer mit dem Elektromagneten (24) zusammenwirkenden Hülse (25) ausgebildet ist. Um auch bei aktiviertem Bremsassistenten eine nahezu kraftunabhängige Druckmodulation zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der zweite Dichtsitz (9) bei eingeschaltetem Elektromagneten (24) über die Betätigungsstange (5) in einem vorgegebenen Bereich gegenüber dem dritten Dichtsitz (23) verschiebbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bremskraft
verstärker für Kraftfahrzeuge, mit einem Verstärkergehäuse,
dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand in eine
Arbeitskammer und eine Unterdruckkammer unterteilt ist, und
einem die bewegliche Wand tragenden Steuergehäuse, in dem ein
sowohl durch eine Betätigungsstange mittels eines
Ventilkolbens als auch durch einen Elektromagneten
betätigbares Steuerventil mit drei konzentrisch zueinander
angeordneten Dichtsitzen sowie einem mit den Dichtsitzen
zusammenwirkenden Ventilkörper zur Steuerung einer auf die
bewegliche Wand einwirkenden Druckdifferenz angeordnet ist,
wobei der erste Dichtsitz im Steuergehäuse, der zweite
Dichtsitz am Ventilkolben und der dritte Dichtsitz an einer
mit dem Elektromagneten zusammenwirkenden Hülse ausgebildet
ist.
Ein derartiger Bremskraftverstärker ist z. B. in der
internationalen Patentanmeldung WO 94/11226 offenbart. Bei
diesem bekannten elektrisch unterstützten Bremskraftver
stärker kann durch entsprechende Ansteuerung, des
Elektromagneten eine sogenannte "Bremsassistentfunktion"
realisiert werden, durch die im Falle einer Notbremsung auch
dann eine volle Verstärkungskraft zur Verfügung gestellt
wird, wenn der Fahrer das Bremspedal nicht mit der zum
Ansprechen einer ABS-Regelung erforderlichen Fußkraft
betätigt. Der Elektromagnet ist bei diesem bekannten
Bremskraftverstärker in einem fest mit dem Ventilkolben
verbundenen Führungsteil angeordnet, so daß der
elektromagnetisch betätigte Dichtsitz bei eingeschaltetem
Elektromagneten nur synchron mit dem Ventilkolbendichtsitz
bewegt werden kann. Wenn bei dieser Ausführung die Fußkraft
im Bremsassistentenmodus reduziert wird, bewegt sich der
Ventilkolben zusammen mit der Hülse relativ im Steuergehäuse,
bis nach Überfahren eines definierten Weges der
Bremsassistentenmodus durch Abschalten des Elektromagneten
mittels eines Löseschalters deaktiviert wird. Dadurch springt
der Bremskraftverstärker auf seine konstruktiv festgelegte
Kennlinie mit erhöhtem Fußkraftanteil. Ein Druckaufbau ist
dann nur noch mit entsprechender Zunahme der Fußkraft möglich
und nur ein Überschreiten einer vorgegebenen Auslöseschwelle
würde den Bremsassistentenmodus wieder aktivieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Unterdruck-Bremskraft
verstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine
nahezu kraftunabhängige Druckmodulation im Bremsassistenten
modus ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Unterdruck-Bremskraft
verstärker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Durch die Möglichkeit einer Relativverschiebung des
Ventilkolbendichtsitzes gegenüber dem elektromagnetisch
betätigten Dichtsitz bei eingeschaltetem Elektromagneten kann
auch im Bremsassistentenmodus über die Betätigungsstange ein
nahezu kraftunabhängiger Druckabbau und insbesondere
Druckaufbau erfolgen, ohne daß der Bremsassistent
abgeschaltet wird. Durch Zurücknahme des Bremspedals kann so
z. B. bei aktivierter Bremsassistentfunktion zunächst der
Öffnungsspalt zwischen dem Ventilkolbendichtsitz und dem
Ventilkörper zum Schließen der Verbindung zwischen der
Atmosphäre und der Arbeitskammer verringert werden. Durch
weitere Zurücknahme des Bremspedals kann anschließend auch
der Ventilkörper entgegen der Federkraft verschoben werden,
so daß zwischen dem elektromagnetisch betätigten Dichtsitz
und dem Ventilkörper ein Spalt entsteht und ein dosierbares
Absaugen der Atmosphäre aus der Arbeitskammer auch bei
aktivierter Bremsassistentenfunktion erfolgen kann. Trotz
aller elektrischer Eingriffe kann so über den Fuß
weitestgehend kraftunababhängig der Druck im
Bremsassistentenmodus dosiert werden, ohne daß der
Elektromagnet abgeschaltet wird und der Bremskraftverstärker
in seinen normalen Modus springt. Dadurch können die bei
konventionellen Bremskraftverstärkern mit elektrischer
Fremdbetätigung auftretenden Kraftsprünge vermieden und das
Löseverhalten verbessert werden.
Eine durch die Betätigungsstange steuerbare Relativver
schiebung des Ventilkolbensitzes gegenüber dem elektro
magnetisch betätigten Dichtsitz bei eingeschaltetem
Elektromagneten kann bei einer zweckmäßigen Ausführung der
Erfindung dadurch erreicht werden, daß ein mit der
Betätigungsstange verbundenes Ventilkolbenteil derart
verschiebbar mit einem Magnetaufnahmeteil verbunden ist, daß
bei einer Vorwärtsbewegung der Betätigungsstange eine
Druckkraft auf den Magnetaufnahmeteil übertragen wird,
während bei einer Rückwärtsbetätigung der Betätigungsstange
eine Relativverschiebung zwischen dem Magnetaufnahmeteil und
dem mit der Betätigungsstange verbundenen Ventilkolbenteil
und damit eine von der Hülse unabhängige Bewegung des
Ventilkolbensitzes bei aktivierter Bremsassistentenfunktion
ermöglicht wird.
Ein derartige Relativbewegung kann z. B. dadurch gewährleistet
werden, daß der Magnetaufnahmeteil über einen Zapfen in einer
Bohrung an der Stirnseite des mit der Betätigungsstange
verbundenen Ventilkolbenteils verschiebbar angeordnet ist.
Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Brems
kraftverstärkers in einer Lösestellung;
Fig. 2 den in Fig. 1 gezeigten Bremskraftverstärker in
einer Druckaufbaustellung im Bremsassistenten
modus;
Fig. 3 den in Fig. 1 gezeigten Bremskraftverstärker in
einer Rücklaufstellung im Bremsassistentenmodus;
und
Fig. 4 den in Fig. 1 gezeigten Bremskraftverstärker in
einer Druckabbaustellung im Bremsassistentenmodus.
Bei dem in Fig. 1 zum Teil dargestellten Unterdruck-
Bremskraftverstärker ist das Verstärkergehäuse 1 durch eine
axial bewegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine
Unterdruckkammer 4 unterteilt. Ein durch eine
Betätigungsstange 5 betätigbares Steuerventil 6 ist in einem
im Verstärkergehäuse 1 abgedichtet geführten, die bewegliche
Wand 2 tragenden Steuergehäuse 7 untergebracht. Das
Steuerventil 6 enthält einen ersten Dichtsitz 8 am
Steuergehäuse 7, einen zweiten Dichtsitz 9 an einem mit der
Betätigungsstange 5 verbundenen Ventilkolben 10 sowie einen
mit den beiden Dichtsitzen 8, 9 zusammenwirkenden Ventilkörper
11, der mittels einer sich an einem Haltering 12 abstützenden
Ventilfeder 13 gegen die Dichtsitze 8, 9 gedrückt wird. Die
Arbeitskammer 3 ist mit der Unterdruckkammer 4 über einen
seitlich im Steuergehäuse 7 verlaufenden Kanal 14 verbindbar.
Um die Arbeitskammer 3 bei der Betätigung des Steuerventils 6
mit der Atmosphäre verbinden zu können, ist schließlich im
Steuergehäuse 7 ein radial verlaufender Kanal 15 ausgebildet.
Die Bremskraft wird über eine an einem Vorderteil 16 des
Steuergehäuses 7 stirnseitig anliegende gummielastische
Reaktionsscheibe 17 und eine Druckstange 18 auf einen
Betätigungskolben eines nicht dargestellten
Hauptbremszylinders übertragen. Über eine Rückstellfeder 19
wird die bewegliche Wand 2 in ihre Ausgangsstellung gedrückt.
Außerdem ist eine zweite Druckfeder 20 vorgesehen, die
einerseits an der Betätigungsstange 5 und andererseits an dem
Haltering 12 abgestützt ist. Die Rückkehrbewegung des
Ventilkolbens 10 am Ende eines Bremsvorgangs wird durch ein
Querglied 21 begrenzt, das in der in Fig. 1 dargestellten
Lösestellung des Bremskraftverstärkers an einem am
Verstärkergehäuse 1 ausgebildeten Anschlag 22 anliegt.
Um eine von der Betätigungsstange 5 unabhängige
Fremdbetätigung des Bremskraftverstärkers einzuleiten, ist
radial zwischen dem ersten Dichtsitz 8 und dem zweiten
Dichtsitz 9 ein dritter Dichtsitz 23 an einer durch einen
Elektromagneten 24 verschiebbaren Hülse 25 ausgebildet. Der
Elektromagnet 24 besteht aus einer in einem
Magnetaufnahmeteil 26 angeordneten Spule 27 sowie einem darin
verschiebbaren Anker 28, der mit der Hülse 25 in
kraftübertragender Verbindung steht. Der Magnetaufnahmeteil
26 ist über einen Zapfen 29 in einer Bohrung 30 eines mit der
Betätigungsstange 5 verbundenen Ventilkolbenteils 31 derart
verschiebbar angeordnet, daß bei einer Vorwärtsbewegung der
Betätigungsstange 5 eine Druckkraft über den Ventilkolbenteil
31 auf den Magnetaufnahmeteil 26 übertragen wird, während bei
einer Rückwärtsbewegung der Betätigungsstange 5 eine
Relativverschiebung zwischen dem Magnetaufnahmeteil 26 und
dem Ventilkolbenteil 31 und damit eine von der Hülse 25
unabhängige Bewegung des Ventilkolbensitzes 9 bei aktiviertem
Bremsassistenten ermöglicht wird. Über eine ringförmige
Anlagefläche 32 an der vorderen Stirnseite des
Ventilkolbenteils 31 ist die über die Betätigungsstange 5
eingeleitete Druckkraft auf das Magnetaufnahmeteil 26
übertragbar. Zwischen dem Ventilkolbenteil 31 und der Hülse
25 ist eine Druckfeder 33 angeordnet, die den Anker 28 in
seiner Ausgangsstellung hält. An der Vorderseite des
Magnetaufnahmeteils 24 ist ein mit diesem fest verbundenes
Verschlußteil 34 angeordnet. Zwischen dem Verschlußteil 34
und der Reaktionsscheibe 17 ist eine Übersetzerscheibe 35
begrenzt verschiebbar angeordnet, deren Bewegung entgegen der
Betätigungsrichtung durch eine im Vorderteil 16 ausgebildete
Ringfläche 36 begrenzt wird.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführung des
erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers sind schließlich
elektrische Schaltmittel 37, 38 vorgesehen, durch die eine
Abschaltung des Elektromagneten 24 nach Beendigung des
fremdkraftunterstützten Bremskraftvorgangs gewährleistet
wird. Die gezeigten Schaltmittel bestehen aus einem am
Magnetaufnahmeteil 26 befestigten, zwei Schaltstellungen
aufweisenden Mikroschalter 37 sowie einem den Mikroschalter
37 durch eine translatorische Bewegung betätigenden
Betätigungselement 38, das in einer im Steuergehäuse 7
vorgesehenen Bohrung verschiebbar angeordnet ist und mit
einem verstärkergehäusefesten Anschlag 39 zusammenwirkt.
In der in Fig. 1 gezeigten Löse- oder Bereitschaftsstellung
des erfindungsgemäßen Unterdruck-Bremskraftverstärkers liegt
der Ventilkörper 11 sowohl am ersten Dichtsitz 8 als auch am
zweiten Dichtsitz 9 an, so daß die Arbeitskammer 3 von der
Unterdruckkammer 4 getrennt und die Verbindung der
Arbeitskammer 3 zur Atmosphäre unterbrochen ist. Über die
Druckfeder 33 wird der Anker 28 in seiner im Fig. 1 gezeigten
Ausgangslage gehalten, in welcher der dritte Dichtsitz 23 an
der Schiebehülse 25 von der Dichtfläche des Ventilkörpers 11
beabstandet ist.
Aus den Fig. 2 bis 4 sind die einzelnen Betätigungsphasen des
Bremskraftverstärkers bei dessen Fremdbetätigung durch den
Elektromagneten 24 ersichtlich.
Um die in Fig. 2 gezeigte Druckaufbaustellung einzusteuern,
wird der Elektromagnet 24 bestromt, wodurch der Anker 28 und
die Hülse 25 gemäß Fig. 2 nach rechts verschoben werden und
der Dichtsitz 23 zunächst zur Anlage am Ventilkörper 11
gelangt. Anschließend wird der Ventilkörper 11 über die Hülse
25 gegen die Kraft der Druckfeder 13 in der Zeichnung nach
rechts verschoben, so daß zwischen dem zweiten Dichtsitz 9
und dem Ventilkörper 11 ein Spalt entsteht und eine Belüftung
der Arbeitskammer 3 erfolgt. Der erste Dichtsitz 8 wird dabei
durch den dritten Dichtsitz 23 funktionsmäßig ersetzt.
Wenn der Fahrer bei der in Fig. 2 dargestellten
Druckaufbaustellung das Bremspedal zurücknimmt, wird über die
Betätigungsstange 5 nur der Ventilkolbenteil 31 mitgenommen,
wohingegen der Magnetaufnahmeteil 26 zurückbleibt. Wie aus
Fig. 3 hervorgeht, wird durch die Mitnahme des Ventilkolben
teils 31 bei der Zurücknahme der Betätigungsstange 5 der
Spalt zwischen dem Ventilkolbendichtsitz 9 und dem
Ventilkörper 11 verringert, bis der Ventilkolbendichtsitz 9
zur Anlage an dem Ventilkörper 11 gelangt. Dadurch wird die
Verbindung zwischen der Arbeitskammer 3 und der Atmosphäre
unterbrochen. Durch die verschiebbare Verbindung zwischen
Ventilkolbenteil 31 und Magnetaufnahmeteil 26 bleibt der
Magnetaufnahmeteil 26 bei einer Zurücknahme der Betätigungs
stange 5 zurück, wobei zwischen der Anlagefläche 32 des
Ventilkolbenteils 31 und der Gegenfläche des Magnetaufnahme
teils 26 ein Spalt entsteht. Dabei bleibt auch der Mikro
schalter 37 von dem Betätigungselement 38 beabstandet, so daß
keine Abschaltung des Elektromagneten 24 erfolgt.
Fig. 4 zeigt schließlich eine Druckabbauphase bei aktiviertem
Bremsassistenten, bei welcher der zweite Dichtsitz 9 am
Ventilkolben 10 geschlossen und der dritte Dichtsitz 23 von
dem Ventilkörper 11 beabstandet ist. Auch in dieser Stellung
ist der Mikroschalter 37 von dem Betätigungselement 38
beabstandet, so daß keine Abschaltung des Elektromagneten 24
erfolgt. Dadurch ist auch bei aktiviertem Bremsassistenten
ein dosiertes Absaugen der Atmosphäre aus der Arbeitskammer 3
und somit ein Abbau des im Gehäuse des Bremskraftverstärkers
eingesteuerten Druckes möglich.
Der Elektromagnet kann z. B. durch den Löseschalter 37 und die
Betätigungsstange 38 und/oder einen Bremslichtschalter abge
schaltet werden. Der Elektromagnet kann aber auch auf der
Grundlage von Signalen eines die Relativverschiebung zwischen
dem Steuergehäuse und dem Magnetaufnahmeteil erfassenden
Sensors ein- und ausgeschaltet werden.
Claims (10)
1. Pneumatischer Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit
einem Verstärkergehäuse (1), dessen Innenraum durch eine
bewegliche Wand (2) in eine Arbeitskammer (3) und eine
Unterdruckkammer (4) unterteilt ist, und einem die
bewegliche Wand (2) tragenden Steuergehäuse (7), in dem
ein sowohl durch eine Betätigungsstange (5) als auch
durch einen Elektromagneten (22) betätigbares Steuer
ventil (6) mit drei konzentrisch zueinander angeordneten
Dichtsitzen (8, 9, 23) sowie einem mit den Dichtsitzen
zusammenwirkenden Ventilkörper (11) zur Steuerung einer
auf die bewegliche Wand (2) einwirkenden Druckdifferenz
angeordnet ist, wobei der erste Dichtsitz (8) im Steuer
gehäuse (7), der zweite Dichtsitz (9) am Ventilkolben
(10) und der dritte Dichtsitz (23) an einer mit dem
Elektromagneten (24) zusammenwirkenden Hülse (25) ausge
bildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dicht
sitz (9) bei eingeschaltetem Elektromagneten (24) über
die Betätigungsstange (5) in einem vorgegebenen Bereich
gegenüber dem dritten Dichtsitz (23) verschiebbar ist.
2. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Betätigungsstange
(5) verbundener Ventilkolbenteil (31) derart mit einem
Magnetaufnahmeteil (26) verbunden ist, daß eine Kraft
übertragung von dem mit der Betätigungsstange (5)
verbundenen Ventilkolbenteil (31) auf den Magnetauf
nahmeteil (26) nur in Druckrichtung der Betätigungs
stange (5) erfolgt.
3. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Betätigungsstange
(5) verbundene Ventilkolbenteil (31) relativ zum
Magnetaufnahmeteil (26) begrenzt verschiebbar ist.
4. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetaufnahmeteil
(26) über einen Zapfen (29) in einer Bohrung (30) an der
Stirnseite des mit der Betätigungsstange (5) verbundenen
Ventilkolbenteils (31) verschiebbar angeordnet ist.
5. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach einem der
Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die über
die Betätigungsstange (5) eingeleitete Druckkraft über
eine ringförmige Anlagefläche (32) an der vorderen
Stirnfläche des Ventilkolbenteils (31) auf den
Magnetaufnahmeteil (26) übertragbar ist.
6. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach einem der
Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein die
über die Betätigungsstange (5) eingeleitete Druckkraft
auf eine Übersetzerscheibe (35) übertragendes Vorderteil
(34) mit dem Magnetaufnahmeteil (26) verbunden ist.
7. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektromagnet (24) durch die Wirkung einer dynamischen,
den Fahrerwunsch repräsentierenden Größe ein- bzw.
ausgeschaltet wird.
8. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (24) auf
der Grundlage der Signale eines Pedalwegsensors
eingeschaltet und durch einen Löseschalter (37) und/oder
einen Bremslichtschalter ausgeschaltet wird.
9. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (24) durch
einen die Relativverschiebung zwischen dem Steuergehäuse
(7) und dem Magnetaufnahmeteil (26) erfassenden Sensor
ein- und ausgeschaltet wird.
10. Pneumatischer Bremskraftverstärker nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (24) auf
der Grundlage der Signale eines Drucksensors
eingeschaltet und durch einen Löseschalter (37) und/oder
einen Bremslichtschalter ausgeschaltet wird.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE102007039184A1 (de) * | 2007-08-20 | 2009-02-26 | Lucas Automotive Gmbh | Bremskraftverstärker, insbesondere für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, sowie Ventilglied für einen Bremskraftverstärker und Kraftfahrzeugbremsanlage |
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DE4217409A1 (de) * | 1992-05-26 | 1993-12-02 | Lucas Ind Plc | Verfahren zum Regeln eines Bremsdruckes mit einem Bremskraftverstärker |
WO1994011226A1 (de) * | 1992-11-13 | 1994-05-26 | Itt Automotive Europe Gmbh | Unterdruckbremskraftverstärker |
DE4405076A1 (de) * | 1994-02-17 | 1995-08-31 | Lucas Ind Plc | Pneumatischer Kraftverstärker mit elektromagnetischer Hilfssteuerung, insbesondere für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19849285B4 (de) | 2009-04-30 |
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