DE3347944C2 - Bremssystem für Fahrzeuge - Google Patents
Bremssystem für FahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Bremskraft-Verstärkereinheit nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Aus der DE-OS 15 55 847 ist eine Servobremse mit
pneumatisch-hydraulischem Antrieb gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 bekannt. Bei dem gattungsgemäßen
Bremskraftverstärker ist das Ventilglied vom Kraftkolben
entkoppelt, ferner eine Feder zwischen Kraftkolben und
Ventilkolben eingefügt. Die von der Stärke der Bremsung
abhängige Pedal-Reaktionskraft wird bei der bekannten
Bremskraft-Verstärkereinheit von dem auf den Ventilkolben
wirkenden Reaktionskolben aufgebracht. Diese
Pedal-Reaktionskraft ist jedoch proportional dem
Hauptzylinderdruck, das heißt sie beinhaltet einen
"lastabhängigen Anteil".
Das meint, daß zur Erzielung ein- und derselben
Fahrzeugverzögerung bei unterschiedlicher Fahrzeugbeladung
vom Fahrer verschiedene Pedalkräfte aufzubringen sind.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine direkte Übertragung
der Reaktionskraft vom Hauptzylinder über den Kraftkolben
auf das Bremspedal zu verhindern, so daß auch bei
unterschiedlicher Fahrzeugbeladung mit gleicher Pedalkraft
stets gleiche Fahrzeugverzögerung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
eine gattungsgemäße Bremsanlage auch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstands des Anspruchs
1 sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer unterschiedlichen Form
einer Bremskraft-Verstärkereinheit bei einer
ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittanschicht der
Bremskraft-Verstärkereinheit einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 eine Schnittansicht der
Bremskraft-Verstärkereinheit bei einer dritten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 3,
Fig. 5 eine Schnittansicht der
Bremskraft-Verstärkereinheit bei einer vierten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 5,
Fig. 7 und 8 vergrößerte Ansichten eines Teils der Fig. 6
unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen,
Fig. 9 eine grafische Darstellung des Verhältnisses
zwischen der Öffnung der zweiten Öffnung und dem
Innendruck der Steuerdruckkammer bei der vierten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 10 eine grafische Darstellung des Verhältnisses
zwischen der Zeit und dem Eingang-Ausgang der
Bremskraft-Verstärkereinheit bei der vierten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 11 eine Schnittanschicht der Bremskraft-Verstärkerein
heit einer fünften Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 12 eine Schnittansicht der Bremskraft-Verstärker
einheit einer sechsten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 13 eine Schnittansicht einer Abänderung der Brems
kraft-Verstärkereinheit bei der dritten Ausfüh
rungsform der Erfindung gemäß Fig. 3,
Fig. 14 eine Schnittansicht einer Abänderung der Brems
kraft-Verstärkereinheit der vierten Ausführungs
form der Erfindung gemäß Fig. 5,
Fig. 15 eine Schnittansicht der Bremskraft-Verstärkerein
heit bei einer siebten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 16 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 15,
Fig. 17 und 18 vergrößerte Ansichten eines Teils der Fig. 16.
Die bevorzugten Ausführungsformen werden nun im einzelnen
anhand der Zeichnungen beschrieben.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 1
dargestellt ist, umfaßt eine
Bremskraft-Verstärkereinheit 17.
Entsprechend Fig. 1 umfaßt diese Bremskraft-Verstärker
einheit 17 ein Gehäuse 156, in dem der mit dem Haupt
zylinder durch die Stange 131 verbundene Kraftkolben 132
verschiebbar angeordnet und durch eine Rückholfeder 152
in Richtung auf die Betätigungsstange 134 vorgespannt ist.
Die Bremskraft-Verstärkereinheit 17 umfaßt weiterhin ein
Steuerventilglied oder Ventilkolben 133, welcher durch die
Stange 134 betätigt und so angeordnet ist, daß er ver
schiebbar und relativ zum Kraftkolben 132 bewegbar ist.
Zwischen den aufeinander zugerichteten Abschnitten des
Kraftkolbens 132 und des Ventilkolbens 133 befindet sich
zusammen mit der Reaktionsfedereinheit 144, deren natürliche Länge
kürzer ist als die einer Feder 153, diese Reaktionsfedereinheit
153 angeordnet, die normalerweise den Ventilkolben 123 vor
spannt, um diesen vom Kraftkolben 132 wegzubewegen. Im
Ventilkolben 133 befindet sich eine Steuerdruckkammer 150, deren
eines Ende durch ein Membranglied 133 unterteilt ist, und
deren anderes Ende dem Kraftkolben 132 gegenüberliegt und
eine Düse 151 umfaßt, die in dem Abschnitt ausgebildet ist,
die dem Kraftkolben 132 gegenüberliegt. Die im Kraftkolben
132 ausgebildete Druckkammer 140 steht immer mit der Druck
einlaßöffnung 135 in Verbindung. Die im Ventilkolben 133 aus
gebildete Druckkammer 143 steht über die Dichtung 141 mit
der Druckkammer 140 in Verbindung. Eine Strömungsdrossel
149 wirkt als Verbindungsmittel zwischen der Druckkammer
143 und der Steuerdruckkammer 150, so daß ein Teil des zu
der Druckkammer 143 gelieferten hydraulischen Strömungs
mittels zur Steuerdruckkammer 150 geliefert werden kann.
Die Dichtung 141 und der Kolben 132 wirken zusammen und
somit als EIN-AUS-Ventil.
Damit das zur Druckkammer 143 gelieferte hydraulische Strö
mungsmittel auf den Kraftkolben 132 wirken kann, befindet
sich ein Eingeben und Abgeben des hydraulischen Strömungs
mittels in und von der Druckkammer 142 steuerndes Ventil
glied 138 zwischen den Druckkammern 142 und 143 und wird
normalerweise durch eine Ventilfeder 139 in Richtung auf
ein Membranglied 130 vorgespannt, und normalerweise in Ein
griff mit dem Membranglied 130 gebracht zu werden. Eine
Druckkammer 157 ist zwischen den konfrontierenden Abschnitten
des Kraftkolbens 132 und des Ventilkolbens 133 gebildet,
um mit der im Gehäuse 156 ausgebildeten Abgabeöffnung 136
und ebenso durch eine Abgabepassage 158 mit einer auf der
Seite der Membran 130 näher der Stange 134 ausgebildeten
Druckkammer 159 in Verbindung zu stehen. Diese Druckkammern
159 und 142 werden durch die Bewegung des Ventilgliedes
138 in Richtung auf das Membranglied 130 und von diesem weg
geschlossen und geöffnet. Das Ventilglied 138 und das Mem
branglied 130 wirken dahingehend zusammen, ein bewegliches
Teil vorzusehen. Der Kraftkolben 132 und das Gehäuse 152
bilden zwischen sich die Druckkammer 148, die mit der Ab
gabeöffnung 136 in Verbindung steht. Ein Kissen 154 ist auf
den Kraftkolben 132 an dem Abschnitt befestigt, welcher der
Düse 151 gegenüberliegt. Die Düse 151 und das Kissen 154 wirken
dahingehend zusammen, einen Strömungsbegrenzer vorzusehen.
In Abwesenheit jeglicher Druckkraft auf das Bremspedal
wird die Bremskraft-Verstärkereinheit 17 in in Fig. 1 dar
gestellten Zustand gehalten. In diesem Zustand der Brems
kraft-Verstärkereinheit 17 wird druckgeregelte Druckluft,
die vom Akkumulator über die Druckeinlaßöffnung 135 zur
Bremskraft-Verstärkereinheit 17 gebracht wird, zur Druck
kammer 140 geliefert, jedoch nicht zur Druckkammer 143,
was durch das Absperren durch die Dichtung 141 erfolgt.
Die Druckkammern 150, 157, 159 und 148 stehen durch die
Abgabeöffnung 136 mit der Atmosphäre in Verbindung.
Wenn dann eine Druckkraft auf das Bremspedal ausgeübt
wird, so wird der Ventilkolben 133 durch die Betätigungs
stange 134 nach links gedrückt, während die Feder 153
zusammengedrückt und in Fig. 1 relativ zum Kraftkolben
132 nach links verschoben wird. Aufgrund dieser Relativ
bewegung des Ventilkolbens 133 und des Kraftkolbens 132 ist ein
Spalt zwischen dem Kraftkolben 132 und der Dichtung 141
ausgebildet, damit Druckluft von der Druckkammer 140
und die Druckkammer 143 strömen kann. Ein sehr geringer
Teil dieser in die Druckkammer 143 strömenden Druckluft
fließt durch die Steuerluftpassage 149 in die Steuerdruck
kammer 150 und von dort durch die Düse 151 und die Druck
kammern 157, 148, um von der Abgabeöffnung 136 an die Atmo
sphäre abgegeben zu werden.
Wenn das Bremspedal weiter hin dem vorgenannten Zustand
niedergedrückt wird, hat die Feder 144 die kürzere natür
liche Länge als die Feder 153 und beginnt zusammengedrückt
zu werden, um die Bewegung des Ventilkolbens 133 relativ zum
Kraftkolben 132 zu verstärken. Die Düse 151 nähert sich dem
Polster 154 und vergrößert dadurch den Gegendruck an der Düse
und somit den Innendruck der Steuerdruckkammer 150. Als Re
sultat wird das Membranglied 130 in Fig. 1 nach rechts ge
drückt, um das Ventilglied 138 in dieselbe Richtung zu drücken.
Die Druckkammer 143 steht mit der Druckkammer 142 in
Verbindung, so daß Druckluft in der Druckkammer 143 in die
Druckkammer 143 eingeführt wird, und zwar zum Betätigen
des Kraftkolbens 132. In die Druckkammer 142 eingeleitete
Druckluft wirkt auf den Kraftkolben 132, welcher den Haupt
zylinder 6 gegen die Kraft der Rückholfeder 152 betätigt.
Zu derselben Zeit drückt Druckluft in der Druckkammer 142
das Membranglied 130. Wenn der Innendruck der Druckkammer
142 sich solange aufbaut, bis er durch die Kraft des In
nendrucks der Steuerdruckkammer 150 ausgeglichen ist, wird
das Ventilglied 138 gegen die Kraft der Ventilfeder 139 in
seinen geschlossenen Zustand vorgespannt.
So wird der Gegendruck der Düse 151 in Abhängigkeit von der
Verschiebung des Ventilkolbens 133 relativ zum Kraftkolben
132 bestimmt. Der entsprechende Innendruck der Druckkammer
142 und somit der auf den Kraftkolben 132 wirkende Druck
wird so bestimmt. Der Innendruck der Druckkammer 142 steht
im Ausgleich mit dem der Steuerdruckkammer 150 in dem Zu
stand, in dem der Kraftkolben 132 aufhört, sich nach dem
Drücken des Bremspedals zu bewegen. Daher entspricht die
Verschiebung des Ventilkolbens 133 relativ zum Kraftkolben
132 dem Ausgang des Kraftkolbens 132, und die Reaktions
federn 153 und 154 verleihen eine Reaktionskraft entsprechend
solch einer Verschiebung des Ventilkolbens 133.
Wenn andererseits die Druckkraft auf das Bremspedal gelöst
wird, wird die Betätigungsstange 134 zurückgezogen und der
Ventilkolben 133 wird ebenfalls durch die Kraft der Federn
153 und 144 zurückgezogen. Als Ergebnis wird der Spalt zwischen
dem Polster 154 und der Düse 151 vergrößert, um ein
Abfallen des Innendrucks in der Steuerdruckkammer 150 und
somit eine Reduktion des Düsengegendruckes zu verursachen.
Der Ausgleich zwischen dem Innendruck der Steuerdruckkammer
150 und der Druckkammer 142 geht nun verloren und das Mem
branglied 130 wird in Fig. 1 nach links gedrückt. Ein Spalt
erscheint erneut zwischen dem Ventilglied 138 und dem zuge
hörigen Abschnitt des Membrangliedes, und zwar mit dem Er
gebnis, daß Druckluft in der Druckkammer 142, welche den
Kraftkolben 132 betätigt hat, nun in die Druckkammer 159
fließt, um von der Abgabeöffnung 136 an die Atmosphäre ab
gegeben zu werden, nachdem sie durch die Abgabepassage 158
und durch die Druckkammern 157 und 148 geströmt ist. Als
Ergebnis fällt der Innendruck der Druckkammer 142 auf das
atmosphärische Druckniveau und der Kraftkolben 132 wird
durch die Kraft der Rückholfedern 152 zurückgezogen, um die
Bremsen zu lösen.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2
dargestellt und umfaßt eine Abänderung der Bremskraft-Ver
stärkereinheit 17, wie sie bei der ersten Ausführungs
form vorhanden war. Die in Fig. 2 dargestellte Bremskraft-
Verstärkereinheit 17 ist so konstruiert, daß das Ventil
glied 138 mit Verzögerung im schnellen Niederdrückgrad des
Bremspredals im Fall einer Notbremsung folgen kann. Ent
sprechend Fig. 2 verläuft eine Ventilbetätigungsstange
160 durch die Düse 151, die am zugehörigen Abschnitt des
Kraftkolbens 132 angeordnet ist. Ihr rechtes Ende endet
in einer Lage neben dem Membranglied 130. Die Länge dieser
Ventilbetätigungsstange 160 ist so eingestellt, daß die
Stange 160 das Membranglied 130 berühren kann, bevor die
Düse 151 das Kissen 154 berührt. Der restliche Aufbau
der Bremskraftverstärkereinheit 17 der in Fig. 2 dargestellten
Art, ist vollständig dieselbe wie die in Fig. 1 dar
gestellte Bremskraft-Verstärkereinheit, so daß eine detaillierte
Beschreibung dieses Aufbaus unnötig ist.
Das Vorsehen dieser Ventilbetätigungsstange 160 ist dahin
gehend wirksam, daß die Bremse unmittelbar in Erwiderung
auf ein schnelles Niederdrücken des Bremspedals betätigt
werden, ohne zum Aufbauen des Innendruckes der Drucksteuer
kammer 150 zu greifen. Das Membranglied 130 wird direkt
durch die Ventilbetätigungsstange 160 gedrückt, um dadurch
ein schnelles Einführen der Druckluft in die Druckkammer
142 für das Betätigen des Kraftkolbens 132 zu erlauben.
Obwohl die Federn 153 und 144 Schraubenfedern sind, die
sich zwischen dem Kraftkolben 132 und dem Ventilkolben 133
in Fig. 2 und 3 befinden, können sie jegliche andere Form
haben, wie beispielsweise ein Belleville-Typ.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigen Fig. 3
und 4 in Form einer unterschiedlichen Gestalt der Brems
kraft-Verstärkereinheit 17 der ersten Ausführungsform. In
Fig. 3 und 4 bezeichnen dieselben Bezugszeichen äquiva
lente Teile der in Fig. 1 dargestellten Anordnung.
Entsprechend Fig. 3 und 4 ist das zylindrische Gehäuse
156 an ein Gehäuse 180 der Bremskraft-Verstärkereinheit 17
geschraubt. Der Kraftkolben 132 ist verschiebbar im Gehäuse
156 angeordnet, um die Druckkammer 142 und die atmosphärische
Druckkammer 148 im Gehäuse 156 zu bilden. In die Druck
kammer 142 eingeleitete Druckluft verursacht ein Vorwärts
schieben des Kraftkolbens 132 in eine in Fig. 3 durch den
Pfeil α dargestellte Richtung. In der atmosphärischen Druck
kammer 148 befindet sich die Rückholfeder 152 zwischen einem
Ende 162 des Gehäuses 156 und dem Kraftkolben 132, um eine
Rückziehbewegung des Kraftkolbens 132 in eine Richtung zu
verursachen, die in Fig. 3 durch den Pfeil β gekennzeichnet
ist. Die Bezugszeichen 136 und 163 bezeichnen in Fig. 3
die Abgabeöffnung bzw. eine Kupplungsdichtung.
Entsprechend der Darstellung in Fig. 3 ist ein Ende 133a
der Stoßstange 131 an der Endfläche 164 des Kraftkolbens
132 auf der Seite der atmosphärischen Druckkammer 148 be
festigt. Die Stoßstange 131, welche die Kraft des Kraft
kolbens 132, welcher die Vorwärtsbewegung zum Hauptzylinder
6 vollzieht, überträgt, ist mit dem anderen Ende 131b
derselben mit dem Kolben des Hauptzylinders verbunden.
Eine Stoßstangeneinführöffnung 241 ist im Ende 162 des
Gehäuses 156 ausgebildet. Ein zylindrischer Dichtungshalter
251 ist in dieser Einführöffnung 241 befestigt. Eine
Dichtung 261 und eine perforierte Platte 271, die in diesem
Dichtungshalter 251 befestigt sind, verhindert ein
Eindringen von Staub und anderer Fremdkörper in die atmo
sphärische Druckkammer 148.
Ein Rohrverbinder 281 ist ebenso an der Endfläche 164 des
Kraftkolbens 132 befestigt. Ein Ende des einen flexiblen
Rohres 291 ist mit diesem Verbinder 281 verbunden. Ein
anderer Verbinder 301 ist an der äußeren Umfangsfläche des
Gehäuses 156 befestigt. Seine Druckeinlaßöffnung 135 ist
mit dem Luftauslaß der ersten Drucksteuerventilanordnung
16 für variablen Druck verbunden. Diese Druckeinlaßöffnung
135 ist mit dem anderen Ende des flexiblen Rohres 291 durch
ein Rohr 321 verbunden.
Ein zylindrischer Ventilkörper 361 ist einstückig an der
anderen Endfläche 351 des Kraftkolbens 132 auf der Seite
der Druckkammer 142 befestigt, wie dies in Fig. 3 darge
stellt ist. Dieser Ventilkörper 361 wird verschiebbar von
einer Einführöffnung 371 des Gehäuses 161 aufgenommen. Eine
Kupplungsdichtung 381, ein Lager 391 und ein Rückhaltering
401 sind auf die innere Umfangsfläche der Einführöffnung
371 aufgesetzt, um das Innere der Druckkammer 142 gasdicht
zu halten. Die äußere Umfangsfläche des Ventilkörpers 361
ragt von der Einführöffnung 371 nach außen und ist mit einer
Schutzmanschette 411 aus Gummi abgedeckt, die das Eindringen
von Schmutz und anderen Fremdmitteln in die Einführöffnung
371 verhindert.
Eine Trennwand 441 ist im Ventilkörper 361 an einer im wesent
lichen mittigen Stelle desselben ausgebildet, um die Steuer
druckkammer 150 und eine Federaufnahmekammer 461 auf der
linken bzw. der rechten Seite derselben zu bilden. Ein
Kolbenteil 471, welches ein bewegliches Teil ist, ist ver
schiebbar in der Steuerdruckkammer 150 angeordnet, um weiter
hin eine Druckausgleichskammer 491 in der Steuerdruckkammer
150 zu bilden. Die Federaufnahmekammer 461 steht mit dem
äußeren durch eine Verbindungsöffnung 431 in Verbindung.
Ein Ventilkolben 133′, die erste Feder 144 und die zweite Feder
153 werden in dieser Kammer 461 aufgenommen. Der
Ventilkolben 133′ wird an einem Ende desselben 133′b von einer in
einer Endplatte 531 ausgebildeten Aufnahmeöffnung aufgenommen.
Das Vorderende 123a der Betätigungsstange 134, welche
am hinteren Ende mit dem Bremspedal verbunden ist, wird
in eine im Ventilkolben 133′ ausgebildete Einführöffnung 581
eingeführt. Der Ventilkolben 133′ ist weiterhin an einem Teil
seiner äußeren Umfangsfläche mit einem einstückig ausgebildeten
Flansch 551 ausgebildet. Erste und zweite Federn
144 und 153 sind in Reihe um einen Federhalter 561 zwischen
dem Flansch 551 und der Trennwand 441 angeordnet. Diese
ersten und zweiten Federn 144 und 153 haben erheblich un
terschiedliche Elastizitätsmodule. Beispielsweise beträgt
der Elastizitätsmodul der ersten Feder 144 ungefähr 75 kg/mm
und die der zweiten Feder 153 nur ungefähr 0,01 kg/mm.
Die erste und zweite Feder 144 und 153 werden mit einer
Einstellkraft beaufschlagt, die beispielsweise ungefähr
7 kg beträgt, so daß in diesem Zustand ein kleiner Spalt
zwischen dem Federhalter 561 und dem Flansch 551 des Re
gulators 133′ ausgebildet ist. Die Endplatte 531 befindet
sich an ihrer äußeren Umfangsfläche in Gewindeeingriff mit
dem entsprechenden Abschnitt der inneren Umfangsfläche des
Ventilkörpers 361, so daß der zuvor beschriebene Spalt durch
Drehen der Endplatte 531 relativ zum Ventilkörper 631 einge
stellt werden kann.
Die Anordnung des Kolbengliedes 471 und der zugehörigen Teile
wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 4 weiter im einzelnen
beschrieben. Entsprechend Fig. 4 befindet sich eine
Rückholfeder 621 in der Ausgleichsdruckkammer 491. Das Kolben
glied 471 ist normalerweise durch die Rückholfeder 621
nach rechts vorgespannt. Das Kolbenglied 471 ist an seinem
Mittelabschnitt mit einem Stangenaufnahmehohlraum 631 aus
gebildet, von dem ein Ende der Ventilbetätigungsstange 641
aufgenommen wird. Das andere Ende dieser Betätigungsstange
641 wird verschiebbar in einen Einführhohlraum 611 einge
führt. Eine Verbindungspassage 651 ist in der Ventilbetä
tigungsstange 641 ausgebildet, um an einem Ende mit dem
Rohrverbinder 281 in Verbindung zu stehen, was durch den
Einführhohlraum 611 und durch eine Passage 661 erfolgt,
die im Kraftkolben 132 ausgebildet ist. Ein Glied 681, welches
eine erste Öffnung 671 aufweist, ist fest in das andere
Ende der Verbindungspassage 651 eingesetzt.
Ein Einlaßventilglied 711 ist am anderen Ende der Ventil
betätigungsstange 641 befestigt. Dieses Einlaßventilglied
711 wird normalerweise durch eine Druckfeder 721 gegen
einen Ventilsitz 731 gedrückt, so daß Druckluft in der
Passage 661 nicht in eine Ventilkammer 741 strömen kann.
Diese Ventilkammer 741 steht mit der Druckkammer 142 und
durch Passagen 691 und 701 mit der Ausgleichsdruckkammer
491 in Verbindung. Andererseits ist ein Ausgangsventil
glied 751 einstückig am hinteren Endabschnitt der Ventil
betätigungsstange 641 abgebracht. Das Kolbenglied 471 ist
an einer seiner Seitenflächen mit einem Ventilsitz 761 ver
sehen, welcher dem Ausgangsventilglied 751 gegenüberliegt.
Dieses Ausgangsventilglied 751 ist normalerweise in geringem
Abstand vom Ventilsitz 761 angeordnet, wie dies in Fig. 4
dargestellt ist. Eine Ausgangsöffnung 771 ist an der Innen
seite des Ventilsitzes 761 ausgebildet, um mit der Feder
aufnahmekammer 461 durch eine am Kolbenglied 471 ausgebildete
Ausgangspassage 781 und durch eine andere im Ventil
körper 361 ausgebildete Ausgangspassage 791 in Verbindung
zu stehen.
Ein Düsenglied 831 mit einer zweiten Öffnung 821 steht mit
dem Aufnahmehohlraum 631 in Verbindung und ist integriert
mit dem Ende des Kolbengliedes 471 verbunden, welches auf
die Steuerdruckkammer 150 gerichtet ist. Dieses Düsenglied
831 ist verschiebbar in eine Einführöffnung 841 eingesetzt,
die in der Trennwand 441 ausgebildet ist, um an seinem
rechten Ende in die Federaufnahmekammer 461 zu ragen. Ein
Anschlag 891 ist integriert mit dem anderen Ende des Düsen
gliedes 831 ausgebildet und wird normalerweise durch die
Rückholfeder 621 gegen die Trennwand 441 gedrückt, wie dies
aus Fig. 4 ersichtlich ist. Eine Verbindungspassage
901 ist an der anderen Seite des Anschlags 891 ausgebildet.
Die zweite Öffnung 821 steht an ihrer stromauf liegenden
Seite (in Fig. 4, linke Seite) durch diese Verbindungs
passage 901 mit der Steuerdruckkammer 150 in Verbindung.
Andererseits ist eine Nadel 851, die als Mittel zum Ein
stellen des Öffnungsgrades der zweiten Öffnung 821 gerückt,
als eine Verlängerung des vorderen Endes 133′a des
Ventilkolbens 133′ ausgebildet und verläuft in die zweite Öffnung
821. Die Nadel 851 und die zweite Öffnung 821 wirken als
Strömungsbegrenzungsglied. Ein Rückschlagventilglied 861
ist am vorderen Ende der Nadel 851 befestigt und verläuft
in den Aufnahmehohlraum 631. Dieses Rückschlagventilglied
861 wird normalerweise durch eine Druckfeder 871 gegen einen
Ventilsitz 881 gedrückt, welche Druckfeder 871 zwischen dem
Rückschlagventilglied 861 und der Ventilbetätigungsstange
641 angeordnet ist. Der hintere Endabschnitt 851a der Nadel
851 hat die Form eines Konus, so daß der Öffnungsgrad
der zweiten Öffnung 821 progressiv mit dem Einführen der
Nadel 851 in die zweite Öffnung 821 abnimmt. Wie dies im
einzelnen noch später beschrieben wird, nimmt der Innen
druck der Steuerdruckkammer 150 linear im Verhältnis pro
portional zum Einführhub der Nadel 851 relativ zur zweiten
Öffnung 821 zu.
Der Betrieb der Bremskraft-Verstärkereinheit 17 der zuvor
beschriebenen Konstruktion wird nun beschrieben.
Der Druck der im Akkumulator durch den Betrieb der Luft
druckquelle gesammelten Druckluft wird durch ein Steuer
ventil 16 für variablen Druck auf ein Niveau reduziert,
welches dem festgestellten Fahrzeuggewicht entspricht.
Druckluft mit einem derartig geregelten Druck wird stets
der Druckeinlaßöffnung 135 der Bremskraft-Verstärkereinheit
17 zugeführt. Jedoch befindet sich das Einlaßventilglied
711 bei der zurückgezogenen Stellung der Betätigungsstange
134 in seiner geschlossenen Lage, wie dies in Fig. 3 und
4 dargestellt ist. Das Kolbenglied 471 befindet sich ebenso
in der zurückgezogenen Stellung und somit das Ausgangsventil
glied 751 in seiner offenen Stellung. Daher ist der
Innendruck der Druckkammer 142 gleich dem atmosphärischen
Druck, und der Kraftkolben 132 wird durch die Kraft der Rück
holfeder 152 im zurückgezogenen Zustand gehalten. In solch
einer Situation wird das Rückschlagventilglied 861 in seinem
geschlossenen Zustand gehalten, um eine Leckage von Druck
luft durch die zweite Öffnung 821 nach außen zu verhindern.
Wenn dann das Bremspedal gedrückt wird, werden die Betä
tigungsstange 134 und der Regulator 133 in Richtung des
Pfeiles α in Fig. 3 nach vorne geschoben. Als Ergebnis wird
das Rückschlagventilglied 861 gegen die Kraft der Druck
feder 871 in seine offene Stellung gedrückt. Der Öffnungs
grad der zweiten Öffnung 821 ist leicht vermindert, und
zwar durch die entsprechende Bewegung des hinteren End
abschnittes 851a der Nadel 851. In die Druckeinlaßöffnung
135 eingeführte Druckluft fließt nach außen hin aus, in
dem ein Strömen durch das Rohr 321 → flexibles Rohr 291 →
Passage 661 → Verbindungspassage 651 → erste Öffnung
671 → Aufnahmehohlraum 631 → zweite Öffnung 821 →
Federaufnahmekammer 461 → Verbindungsöffnung 431, und
zwar in der zuvor angegebenen Fließordnung. Obwohl in diesem
Fall der durch die erste Öffnung 671 geströmten Druck
luft leicht abnimmt, ist er immer noch leicht höher als
der atmosphärische Druck. Wenn daher Druckluft mit solch
einem Druck in die Steuerdruckkammer 150 eingeführt wird,
und zwar durch die Verbindungspassage 901, wird das Kolben
glied 471 durch den Innendruck der Steuerdruckkammer 150
gedrückt, um so eine Vorwärtsbewegung nach links gegen
die Kraft der Rückholfeder 621 zu vollziehen.
In Erwiderung auf die Vorwärtsbewegung des Kolbengliedes
471 berührt der Ventilsitz 761 das Ausgangsventilglied
751, um die Auslaßöffnung 771 zu schließen. Die Ventil
betätigungsstange 641 wird nach links gedrückt, um eine
Vorwärtsbewegung in diese Richtung gegen die Kraft der
Druckfeder 721 zu veranlassen. Als Ergebnis wird das Ein
laßventilglied 711 in eine offene Lage gedrückt und Druck
luft in der Passage 661 wird nach dem Passieren der Ventil
kammer 741 und der Passage 691 in der oben angegebenen
Ordnung der Druckkammer 142 zugeführt. Der Kraftkolben
132 wird durch den Innendruck der Druckkammer 142 ge
drückt, um so eine Vorwärtsbewegung nach links gegen die
Kraft der Rückholfeder 152 zu vollziehen.
Sobald andererseits der Kraftkolben 132 seine Vorwärtsbe
wegung beginnt, wird der Flansch 551 des Ventilkolbens 133′
in Anlage mit dem Federhalter 561 gebracht. Der Ventilkolben
133′ vollzieht eine Vorwärtsbewegung nach links gegen die
Kraft der ersten Feder 144. Daher wirkt die Rückstell
kraft der ersten Feder 144 auf den Ventilkolben 133′ als eine
Reaktionskraft. Diese Reaktionskraft wird über die Betä
tigungsstange 134 auf das Bremspedal übertragen, was
durch den Fahrer abzufühlen ist. Da der Elastizitätsmodul
der zweiten Feder 153 sehr klein ist (beispielsweise
nur ungefähr 0,051 kg/mm, wie bereits zuvor beschrieben
wurde), ist die Anfangsdruckkraft, die auf das Bremspedal
aufzubringen ist (Druckkraft für das Einleiten der
Vorwärtsbewegung des Kraftkolbens 132) sehr klein, so daß
der Betrieb der Bremskraft-Verstärkereinheit 17 weich und
glatt gestartet werden kann.
Das Verhältnis zwischen der auf das Bremspedal aufzu
bringenden Druckkraft und dem Ausgang der Stoßstange 131
wird nun beschrieben. Wie bereits hierin beschrieben worden
ist, nimmt der Innendruck der Steuerdruckkammer 150
linear im Verhältnis zum Einführhub der Nadel 851 relativ
zur zweiten Öffnung 821 zu. Daher hat der Innendruck der
Steuerdruckkammer 150 ein Proportionalverhältnis zur Kraft,
die ein Vorwärtsbewegen der Betätigungsstange 134 veran
laßt. In anderen Worten bedeutet dies, daß der Ausgang der
Stoßstange 131 ein proportionales Verhältnis zur auf das
Bremspedal aufgebrachten Druckkraft hat. Es wird nun an
genommen, daß der Kraftkolben 132 seine Vorwärtsbewegung
beendet und dann aufgrund eines Ausgleiches in dieser Lage
gehalten wird. Dieser Ausgleich wird zwischen einer
Kraft erreicht, die das Vorwärtsbewegen des Kraftkolbens
132 veranlaßt, und einer Reaktionskraft des Kolbens des
Hauptzylinders. Unter solch einer Bedingung bewegt sich
das Kolbenglied 471 nicht aufgrund des Ausgleichs zwischen
der Kraft, die ein Zurückziehen des Kolbengliedes 471 durch
die Kombination des Innendrucks der Ausgleichsdruckkammer
491 verursacht, und der Kraft der Rückholfeder 621 und der
Kraft, die ein Vorwärtsbewegen des Kolbengliedes 471 durch
den Innendruck der Steuerdruckkammer 150 veranlaßt. In dem
Zustand, in dem das Kolbenglied 471 gegenüber einer Bewegung
gehalten wird, befindet sich das Einlaßventilglied
711 in seiner geschlossenen Stellung und das Ausgangsventil
glied 751 wird ebenso in seinem geschlossenen Zustand
gehalten. Da in diesem Falle der Innendruck der Ausgleichs
druckkammer 491 gleich dem Innendruck der Druckkammer 142
ist, ist die Kraft, die ein Vorwärtsbewegen des Kraftkolbens
132 (der Ausgang der Stoßstange 131) veranlaßt, pro
portional zur Druckkraft auf das Bremspedal. Da jedoch
der Bremspedaldruckkraft die Reaktionskraft der ersten Feder
144 entgegenwirkt, ändert eine Zunahme des Drucks der
Druckluft in der Druckkammer 142 nicht die Bremspedaldruck
kraft.
Nachdem ein Ausgleich zwischen der Kraft, die ein Vorwärts
bewegen des Kraftkolbens 132 veranlaßt, und der Reaktions
kraft des Kolbens des Hauptzylinders erreicht wird, nimmt
der Innendruck der Ausgleichsdruckkammer 491 zu, um ein
geringes Zurückziehen des Kolbengliedes 471 zu veranlassen.
Als Ergebnis wird das Einlaßventilglied 711 durch die Kraft
der Druckfeder 721 in seine geschlossene Stellung gedrückt,
um die Vorwärtsbewegung des Kraftkolbens 132 zu beenden.
Im Vollbeladungs-Betriebszustand der Bremskraft-Verstärker
einheit 17 wird ein anschlagender Abschnitt 911 des Kolben
gliedes 471 mit einem angeschlagenen Abschnitt 921 in Berüh
rung gebracht, welcher innerhalb des Ventilkörpers 361 aus
gebildet ist. Das Ende 133′a des Ventilkolbens 133′ steht mit
der Endfläche 831a des Düsengliedes 831 in Berührung. Danach
wird die Bremspedaldruckkraft unmittelbar auf den Kraft
kolben 132 übertragen, und zwar ohne eine Verstärkung. Zu
diesem Zeitpunkt wird das Einlaßventilglied 711 in seine
offene Stellung gebracht, während das Ausgangsventilglied
751 in seiner geschlossenen Stellung verbleibt.
Wenn dann die Druckkraft auf das Bremspedal losgelassen
wird, wird der Ventilkolben 133′ durch die Kraft der ersten
Feder 144 nach rechts zurückgezogen und die Nadel 851
wird ein wenig aus der zweiten Öffnung 821 herausbewegt.
Als Ergebnis nimmt der Öffnungsgrad der zweiten Öffnung
821 zu, um ein Abnehmen des Innendruckes der Steuerdruck
kammer 150 zu veranlassen. Wegen dieses Druckabfalls wird
das Kolbenglied 471 in die dargestellte Lage nach rechts
zurückgezogen. Das Ausgangsventilglied 751 wird in seine
offene Stellung gedrückt und Druckluft in der Druckkammer
142 wird nach außen hin abgegeben, indem es durch die Ab
gabepassagen 691, 701, 781, 791, die Federaufnahmekammer
461 und die Verbindungsöffnung 431 in der angegebenen Ord
nung strömt. Daher wird der Kraftkolben 132 durch die Kraft
der Rückholfeder 152 zurückgezogen.
Die vierte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter
Bezugnahme auf Fig. 5 bis 10 beschrieben.
Diese vierte Ausführungsform unterscheidet sich ein wenig
von der dritten Ausführungsform hinsichtlich des Innenauf
baus des in Fig. 5 und 6 dargestellten Ventilkörpers 361.
Dies bedeutet, daß das Kolbenglied 471 in der Bremskraft-
Verstärkereinheit 17 dahingehend angeordnet ist, durch eine
Deformation der Membran angetrieben zu werden. Sowohl die
erste als auch die zweite Öffnung 671 und 821 haben variable
Öffnungen. Weiterhin wird während der Zurückziehbewegung
des Kraftkolbens 132 Druckluft in der Druckkammer 142 in
die atmosphärische Druckkammer 148 abgegeben. Da der rest
liche Aufbau im wesentlichen gleich der der dritten Aus
führungsform ist, werden gleiche Bezugszeichen dazu ver
wendet, gleiche Teile des in Fig. 3 und 4 dargestellten
Ventilkörpers zu bezeichnen, so daß eine diesbezügliche
Beschreibung hier weggelassen werden kann.
Die Anordnung des Kolbengliedes 471 und der zugehörigen
Teile wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Ent
sprechend der Darstellung in Fig. 5 und 6 ist zwischen
der Ausgleichsdruckkammer 491 und der durch das Kolben
glied 471 gebildeten Druckkammer 142 eine Trennwand 302
ausgebildet. Das linke und rechte Ende des Kolbengliedes
471 sind verschiebbar in Einführöffnungen 303 und 841
eingeführt, welche Öffnungen in der Trennwand 302 bzw.
441 ausgebildet sind. Eine Membran 300 ist am Außenum
fang des Kolbengliedes 471 befestigt, so daß die Deforma
tion der Membran 300, welche durch die Innendruckdifferenz
zwischen der Steuerdruckkammer 150 und der Ausgleichs
druckkammer 491 verursacht wird, eine Verschiebebewegung
des Kolbengliedes 471 in einer Richtung in Fig. 5 und
6 verursacht.
Eine Ventilkammer 304 ist an der Vorderseite (in Fig. 5
und 6 linke Seite) der Ausgleichsdruckkammer 491 ausge
bildet, um mit dem flexiblen Rohr 291 über einer Einlaß
passage 313 in Verbindung zu stehen. Die atmosphärische
Druckkammer 148 steht mit der Druckkammer 142 über eine
Abgabepassage 310, einen inneren Hohlraum 311 eines zylind
rischen Ventilgliedes 305 und einer Passage 314 in Ver
bindung. Das zylindrische Ventilglied 305 befindet sich
in der Ventilkammer 304 und wird verschiebbar an einem Ende
desselben von einem Aufnahmehohlraum 306 aufgenommen.
Ein Ventilsitz 307, der integrierender Bestandteil des
Ventilkörpers 361 ist, ist an der Außenseite des Ventil
gliedes 305 ausgebildet. Ein Sitzabschnitt 308 des Ven
tilgliedes 305 wird normalerweise gegen den Ventilsitz
307 durch eine Druckfeder 309 gedrückt, so daß durch die
Passage 313 zu einem Außenhohlraum 313, welcher den Ventil
körper 305 umgibt, zugeführte Druckluft nicht in den inneren
Hohlraum 311 des Ventilgliedes 305 und ebenso nicht in
die Druckkammer 142 gelangen kann.
Eine Kolbenstange 318 ist integriert mit dem Kolbenglied
471 ausgebildet und ragt in den inneren Hohlraum 311 des
Ventilgliedes 305. Der vordere Endabschnitt dieser Kolben
stange 318 ist verschiebbar in einen Einführhohlraum 319
eingeführt, um somit in eine Ventilkammer 320 zu ragen.
Ein Ventilglied 341 ist am Außenumfang des anderen oder
hinteren Endes der Kolbenstange 318 ausgebildet. Wenn das
Kolbenglied 471 seine Vorwärtsbewegung nach links (Fig. 6)
vollzieht, wird der Ventilsitz 341 gegen den Sitzabschnitt
308 des Ventilgliedes 305 gedrückt. Dann wird das Ventil
glied 305 gegen die Kraft der Druckfeder 309 nach links ge
drückt, und Druckluft wird durch den Spalt zwischen dem Ven
tilsitz 307 und dem Sitzabschnitt 308 des Ventilgliedes
305 in die Druckkammer 142 eingeführt. Wenn andererseits
das Kolbenglied 471 in Fig. 6 eine Zurückziehbewegung nach
rechts vollzieht, wird der Sitzabschnitt 308 des Ventil
gliedes 305 durch die Druckfeder 309 gegen den Ventil
sitz 307 gedrückt, so daß danach Druckluft in der Druck
kammer 142 durch den Spalt zwischen dem Sitzabschnitt 308
des Ventilgliedes 305 und dem Ventilsitz 341 nach außen
abgegeben wird. So hat das Ventilglied 305 eine Doppel
funktion eines Einlaßventilgliedes und eines Auslaßventil
gliedes.
Eine axiale Verbindungspassage 322 verläuft durch das Kolben
glied 471 und die Kolbenstange 318. Eine Nadel 323, die
am vorderen Ende des Ventilkolbens 133′ angeschlossen ist,
wird in diese Verbindungspassage 322 eingeführt. Ein Rück
schlagventil 324 ist am vorderen Ende 323a der Nadel 323
befestigt. Dieses Rückschlagventilglied 324 wird normaler
weise gegen den Ventilsitz 326 gedrückt, der am vorderen
Ende der Kolbenstange 318 ausgebildet ist. Dieses Drücken
erfolgt ersichtlich durch eine Druckfeder 325. Das Rück
schlagventilglied 324 wird jedoch mit dem Vorwärtsverschieben
der Betätigungsstange 134 in seine offene Stellung ge
bracht. Wenn daher die Betätigungsstange 134 ihre Vorwärts
bewegung vollzieht, strömt über eine Passage 327 in die
Ventilkammer 320 eingeführte Druckluft aus in die Feder
aufnahmekammer 461, indem sie durch die Verbindungspassage
322 strömt.
Eine erste Öffnung 328 und eine zweite Öffnung 329 sind
am linken bzw. rechten Ende der Verbindungspassage 322
ausgebildet. Der Öffnungsgrad dieser Öffnungen 328 und 329
ist durch Bewegen der Nadel 323 in einer Richtung einstell
bar. Mehr genau, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, ist
ein konisch sich verjüngender Abschnitt 330 auf der Außen
umfangsfläche am vorderen Ende 323a der Nadel 323 und sind
konisch sich verjüngende Abschnitte 331 und 332 auf der
anderen Umfangsfläche am anderen Ende oder hinteren Ende
323b der Nadel 323 ausgebildet, so daß die Spalten zwischen
diesen Abschnitten 330, 331 und 332 und den inneren Um
gangsflächen der Öffnungen 328 und 329 in Abhängigkeit von
der Bewegungsrichtung der Nadel 323 änderbar sind. Die
jeweiligen Öffnungsgrade der ersten und zweiten Öffnung
328 und 329 werden nicht zu derselben Zeit geändert, wie
dies im einzelnen noch unter Bezugnahme auf die Betriebs
weise der Bremskraft-Verstärkereinheit 17 beschrieben wird.
Der Teil der Verbindungspassage 322 zwischen der ersten
Öffnung 328 und der zweiten Öffnung 329 steht mit der Steuer
druckkammer 150 durch einen Verbindungspassage 333 in Ver
bindung, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist. Andererseits
steht die Ausgleichsdruckkammer 491 durch eine kleine Öffnung
334, die in die Trennwand 302 gebohrt ist, mit der
Druckkammer 142 in Verbindung. Eine Druckfeder 335 befindet
sich in der Steuerdruckkammer 150. Die Membran 300 wird nor
malerweise in ihrem nichtdeformierten Zustand gehalten, was
durch den Ausgleich zwischen der Kraft der Druckfeder 335
und der Kraft der Druckfeder 325 erfolgt, die zu dem Rück
schlagventilglied 324 gehört.
Der Betrieb der Bremskraft-Verstärkereinheit 17 der vorge
nannten Konstruktion wird nun beschrieben.
Der Druck der in dem Akkumulator durch den Betrieb der
Luftdruckquelle gesammelten Druckluft wird durch das
Steuerventil für variablen Druck reduziert auf das Niveau
entsprechend dem festgestellten Fahrzeuggewicht. Luft
druck mit so geregelten Druck wird immer der Druckeinlaß
öffnung 135 der Bremskraft-Verstärkereinheit 17 zugeführt.
Jedoch in der zurückgezogenen Stellung der Betätigungs
stange 134 befindet sich das Rückschlagventil 324 in seiner
geschlossenen Stellung. Der Sitzabschnitt 308 des Ventil
gliedes 305 wird gegen den Ventilsitz 307 gedrückt, was
durch die Kraft der Druckfeder 309 erfolgt, wie dies in
Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Das Kolbenglied 471 befindet
sich ebenso in der zurückgezogenen Stellung, um einen
Spalt zwischen dem Ventilsitz 341 und dem Sitzabschnitt
308 des Ventilgliedes 305 zu belassen. Daher ist der
Innendruck der Druckkammer 142 gleich dem atmosphärischen
Druck. Der Kraftkolben 132 wird entsprechend der Darstellung
in Fig. 5 durch die Kraft der Rückholfeder 152 in der zu
rückgezogenen Stellung gehalten.
Wenn dann das Bremspedal niedergedrückt wird, werden die
Betätigungsstange 134 und der Ventilkolben 133′ in die Richtung
des Pfeiles α in Fig. 5 vorgeschoben. Als Ergebnis wird das
Rückschlagventilglied 324 zuerst in seine offene Stellung
gedrückt, was gegen die Kraft der Druckfeder 325 erfolgt.
Zu derselben Zeit wird das hintere Ende 323b der Nadel 323
in Richtung des Pfeiles α vorgeschoben, und zwar aus der in
Fig. 7 in der ausgezogenen Linie I dargestellten Lage
in die durch die Punkt-Strich-Kettenlinie II dargestellte
Lage. Der Öffnungsgrad der zweiten Öffnung 329 nimmt scharf
und plötzlich ab durch den konisch sich verjüngenden Be
reich 331 der Nadel 323. In die Druckeinlaßöffnung 135 ein
geleitete Druckluft strömt nach außen hin aus durch das
Rohr → flexibles Rohr 291 → Passage 327 → Ventil
kammer 320 → erste Öffnung 328 → Verbindungspassage
322 → zweite Öffnung 329 → Federaufnahmekammer 461 →
Verbindungsöffnung 431, und zwar in der angegebenen Ord
nung. Obwohl in diesem Fall der Druck der Druckluft, die
durch die erste Öffnung 328 geströmt ist, aufgrund der
Strömungsdrosselwirkung der Öffnung 328 ein wenig
abnimmt, ist er immer noch höher als der atmosphärische
Druck. Wenn daher Druckluft mit einem derartigen Druck
durch die Verbindungspassage 333 in die Steuerdruckkammer
150 eingeführt wird, wird die Membran 300 durch den Innen
druck der Steuerdruckkammer 150 deformiert und auf das
Kolbenglied 471 dahingehend angewirkt, daß es eine Vor
wärtsbewegung nach links nimmt, wenn man die Darstellung
in Fig. 6 betrachtet. Durch die Verbindung der Membran
300 kann der Schiebeeingriffsbereich an der Außenumfangs
fläche des Kolbengliedes 471 und die Anzahl der erforder
lichen O-Ringe vermindert werden, so daß die Hysterese
eigenschaft und die Ansprecheigenschaften des Kolbengliedes
471 dank der reduzierten Reibung verbessert werden kann.
Wenn der Ventilsitz 341, welcher an der Kolbenstange 318
ausgebildet ist, gegen den Sitzabschnitt 308 des Ventil
gliedes 305 gedrückt wird, und zwar als Ergebnis der Vor
wärtsbewegung des Kolbengliedes 471, wird die Druckkammer
142 voll geschlossen. Unmmittelbar danach wird das Ventil
glied 305 gegen die Kraft der Druckfeder 309 nach links
gedrückt. Als Ergebnis befindet sich der Ventilsitz 307
im Abstand von dem Sitzabschnitt 308 des Ventilgliedes 305,
um ein Einleiten von Druckluft durch den Spalt zwischen dem
Ventilsitz 307 und dem Sitzabschnitt 308 in die Druckkammer
142 zu erlauben. Der Kraftkolben 132 wird durch den Innen
druck der Druckkammer 142 gedrückt, um so gegen die Kraft
der Rückholfeder 152 eine Vorwärtsbewegung nach links zu
vollziehen. Da die Ausgleichsdruckkammer 491 über die kleine
Öffnung 334 mit der Druckkammer 142 in Verbindung steht,
wird Druckluft graduell in die Druckausgleichskammer 491
eingeführt. Daher wird die Vorwärtsbewegung des Kolben
gliedes 471 glatt und weich eingeleitet.
Sobald andererseits der Kraftkolben 132 seine Vorwärtsbewe
gung beginnt, wird der Flansch 551 des Ventilkolbens 133′
in Eingriff bzw. in Berührung mit dem Federhalter 561 ge
bracht. Der Ventilkolben 133′ vollzieht seine nach links ge
richtete Vorwärtsbewegung gegen die Kraft der ersten Feder
144. Daher wirkt die Rückstellkraft der ersten Feder 144
auf den Ventilkolben 133′ als eine Reaktionskraft. Diese Reak
tionskraft wird über die Betätigungsstange 134 auf das
Bremspedal übertragen, was durch den Fahrer abzufüllen
ist.
Wenn das das Bremspedal weiter niedergedrückt wird, um
eine weitere Vorwärtsbewegung der Betätigungsstange 134 zu
veranlassen, wird der Öffnungsgrad der ersten Öffnung 328
durch den konisch sich verjüngenden Abschnitt 330 des vor
deren Endes 323a der Nadel 323 erhöht, wie dies in Fig. 7
durch die zwischenpunktierte Linie III dargestellt ist. Da zu diesem
Zeitpunkt vollkommen kein Wechsel des Durchmessers des
hinteren Endes 323b der Nadel 323 in der zweiten Öffnung
329 vorliegt, wie dies durch die genannte Linie III dar
gestellt ist, bleibt der Öffnungsgrad der zweiten Öffnung
329 unverändert oder konstant. Als Ergebnis nimmt der Innen
druck der Verbindungspassage 322 und der Steuerdruckkammer
150 schnell zu, um ein schnelles Ansteigen der Vorwärtsbe
wegungsgeschwindigkeit des Kolbengliedes 471 zu veranlassen.
So wird die Ansprecheigenschaften der Bremskraft-Verstärker
einheit 17 verbessert.
Fig. 9 und 10 sind Grapiken mit der Darstellung der Test
ergebnisse, die durchgeführt wurden, um zu messen, wie der
Innendruck der Steuerdruckkammer 150 relativ zum Öffnungs
grad der zweiten Öffnung 329 zunimmt, und um herauszufinden,
wie die Ansprecheigenschaften der Bremskraft-Verstärker
einheit 17 entsprechend der Erfindung verbessert wird.
Die Punkte I bis IV auf der in Fig. 9 dargestellten aus
gezogenen Kurve entsprechen jeweils den Stellungen I bis
IV der Nadel 323 entsprechend der Darstellung in Fig. 7
und 8. Wenn beispielsweise der Nadel 323 sich in der durch
die ausgezogene Linie I in Fig. 7 dargestellten Stellung
befindet, wird das Verhältnis zwischen dem Öffnungsgrad
der zweiten Öffnung 329 und dem Innendruck der Steuer
druckkammer 150 durch den Punkt I in Fig. 9 wiedergegeben.
Die unterbrochene Kurve R in Fig. 9 gibt das Verhältnis
zwischen dem Öffnungsgrad der zweiten Öffnung 329 und dem
Innendruck der Steuerdruckkammer 150 wieder, wenn der Öff
nungsgrad der ersten Öffnung 329 konstant ist und einen Wert
D₁ hat, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Die unterbrochene
Kurve S gibt dasselbe Verhältnis wieder, wenn der
Öffnungsgrad der ersten Öffnung 328 konstant ist und einen
Wert D₂ hat, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Es ist
der ausgezogenen Linie in Fig. 9 zu entnehmen, daß der
Öffnungsgrad der ersten Öffnung 328 konstant und zwischen
den Punkten I und II sehr klein ist. Daher ist die Menge
der zum Vergrößern des Druckes vom Punkt I zum Punkt II
verbrauchten Druckluft sehr gering. Andererseits gibt in
Fig. 10, die eine Grapik dahingehend darstellt, wie die
Eingabe zur und die Abgabe von der Bremskraft-Verstärker
einheit 17 relativ zur Zeit vergrößert wird, wieder, wie
die Abgabe relativ zur Zeit zunimmt, wenn der Öffnungs
grad der ersten Öffnung 328 konstant ist. Es ist aus Fig. 10
ersichtlich, daß beim Ändern des Öffnungsgrades der ersten
Öffnung 328 die Abgabekurve sich in der Eingabekurve nähert,
um dadurch die Ansprecheigenschaften der Bremskraft-Verstärker
einheit 17 zu verbessern.
Es ist wünschenswert, daß diese verbesserte Ansprecheigen
schaft insbesondere für den Fall der sog. Notbremsung ge
geben ist. Mehr genauer noch ist es wünschenswert, daß
die Nadel 323 sich in der durch die Zweipunkt-Strich-Ketten
linie III dargestellten Stellung in Bereichen nahe den
Vollbelastungsbetriebspunkten befindet. Bei der vorliegenden Ausführungs
form befindet sich das hintere Ende 323b der Nadel 323 im
Gewindeeingriff mit dem Ventilkolben 133′. Der Flansch 551 be
findet sich ebenso im Gewindeeingriff mit dem Ventilkolben
133′. Daher kann durch Drehen der Nadel 323 oder des Flansches
551 relativ zum Ventilkolben 133′ zum Einstellen der
jeweiligen Lage derselben die Nadel 323 leicht in die ge
wünschte Stellung eingestellt werden, um somit der An
wendung einer Notbremsung zu dienen.
Wenn dann das Bremspedal weiter niedergedrückt wird,
wird das vordere Ende 133′ des Ventilkolbens 133′ in Ein
griff mit der zugehörigen Endfläche 336a des Düsengliedes
336 des Kolbengliedes 471 gebracht. Ein geflanschter Ab
schnitt 337 des Kolbengliedes 471 wird mit der Trennwand
302 in Eingriff gebracht. Wenn daher das Bremspedal in dem
vorgenannten Zustand weiter niedergedrückt wird, wird die
dabei ausgeübt Druckkraft direkt auf den Kraftkolben 132
übertragen, um die Bremskraftverstärker 117 in ihren Voll
astbetriebszustand zu bringen. In diesem Betriebszustand
wird die Nadel 323 in die Stellung vorwärtsbewegt, die
in Fig. 8 durch die ausgezogene Linie IV dargestellt ist.
Die zweite Öffnung 329 befindet sich dabei im nahezu ge
schlossenen Zustand durch den konisch sich verjüngenden
Abschnitt 323 der Nadel 323. Daher kann die Menge der von
der zweiten Öffnung 329 nach außen strömenden Druckluft
klein gehalten werden.
Nach dem Erreichen eines Ausgleiches zwischen der Kraft,
die die Vorwärtsbewegung des Kraftkolbens 132 verursacht
und der Reaktionskraft des Kolbens des Hauptzylinders,
nimmt der Innendruck der Ausgleichsdruckkammer 491 zu,
um eine geringe Zurückziehbewegung des Kolbengliedes 471
zu veranlassen. Als Ergebnis wird der Sitzabschnitt 308
des Ventilgliedes 305 in Druckeingriff mit den beiden
Ventilsitzen 307 und 341 zu derselben Zeit gebracht. Das
Einführen der Druckluft in die Druckkammer 142 hört dann
auf, um die Vorwärtsbewegung des Kraftkolbens 132 anzuhalten.
Wenn dann die Druckkraft, die dem Bremspedal verliehen
wurde, nachgelassen wird, wird der Ventilkolben 133′ durch
die Kraft der ersten Feder 144 nach rechts zurückgezogen
und die Nadel 323 wird aus der Verbindungspassage 322
leicht herausbewegt. Als Ergebnis nimmt der Öffnungsgrad
der ersten Öffnung 328 ab und der Öffnungsgrad der zweiten
Öffnung 329 nimmt zu, um den Innendruck der Steuerdruck
kammer 150 zu vermindern. Wegen dieses Druckabfalls wird
das Kolbenglied 471 nach rechts zurückgezogen. Der Sitz
abschnitt 308 des Ventilgliedes 305 wird in Druckeingriff
mit dem Ventilsitz 307 gebracht, was durch die Kraft der
Druckfeder 309 erfolgt. Der Ventilsitz 341 des Kolben
gliedes 471 wird vom Sitzabschnitt 308 des Ventilgliedes
305 wegbewegt. Druckluft in der Druckkammer 142 wird nach
außen hin abgegeben, indem es strömt durch die Passage 314
→ den inneren Hohlraum 311 des Ventilgliedes 305 →
die Abgabepassage 310 → die atmosphärische Druckkammer
148 → die Verbindungsöffnung 301 → die Filtereinheit
337, und zwar in der angegebenen Ordnung. Konsequenterweise
wird das Kolbenglied 471 in die in Fig. 5 dargestellte
Stellung zurückgezogen, was durch die Kraft der Rückhol
feder 152 erfolgt.
Bei einer fünften Ausführungsform der Erfindung, wie
sie in der Fig. 11 dargestellt ist, wird die Bremskraft-
Verstärkereinheit 17 der zweiten Ausführungsform dahingehend
abgeändert, mit einem Negativdruck oder einem Vakuum
zu arbeiten.
Gemäß Fig. 11 sind eine Druckkammer 400 und eine atmosphärische
Druckkammer 402 auf der linken bzw. rechten Seite
des Kraftkolbens 132 ausgebildet. Ein Negativdruck oder ein
Vakuum wird mittels eines Rohres 403 und einer Druckeinlaß
öffnung 404 in die Druckkammer 400 eingebracht. Dieses Vakuum
wird normalerweise über einen Weg in die atmosphärische
Druckkammer 402 eingebracht, welcher eine Abgabepassage
405 des Kraftkolbens 132, die Ausgleichsdruckkammer
491, eine Abgabepassage 406, eine Ventilkammer 741 und eine
Passage 407 umfaßt. Andererseits wird der atmosphärische
Druck in eine Passage 661 des Kraftkolbens 132 eingebracht,
was durch die Filtereinheit 337 und das flexible Rohr 291
derart erfolgt, daß, wenn die Betätigungsstange 134 ihre
Vorwärtsbewegung in Richtung des Pfeiles α vollzieht, um
das Einlaßventilglied 711 in seine offene Stellung zu drücken,
dieser atmosphärische Druck über die Ventilkammer 741
und die Passage 407 in die atmosphärische Druckkammer 402
eingebracht wird. Der Öffnungsgrad der ersten Öffnung 408
ist durch eine Nadel 409 einstellbar. In Erwiderung auf die
Vorwärtsbewegung der Betätigungsstange 134 in Richtung des
Pfeiles α wird durch die Verbindungsöffnung 431 in die Fe
deraufnahmekammer 461 eingebrachte Luft durch einen Strö
mungsweg in die Druckkammer 400 abgezogen, welcher die erste
Öffnung 408, eine zweite Öffnung 412, eine Verbindungs
passage 651 und eine Passage 410 umfaßt.
Bei einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, wie
sie in Fig. 12 dargestellt ist, ist die Bremskraft-Ver
stärkereinheit 17 der dritten Ausführungsform dahin
gehend abgeändert, daß mit einem Negativdruck oder einem
Vakuum gearbeitet wird.
Gemäß Fig. 12 sind eine Druckkammer 400 und eine atmosphä
rische Druckkammer 402, wie die gemäß Fig. 11, auf der linken
bzw. rechten Seite des Kraftkolbens 132 ausgebildet.
Ein Unterdruck oder ein Vakuum wird mittels eines Rohres
403 und einer Druckeinlaßöffnung 404 in die Druckkammer
400 eingebracht. Dieses Vakuum wird normalerweise durch
einen Strömungsweg in die atmosphärische Druckkammer 402
eingebracht, welche die Abgabepassage 310 des Kraftkolbens
132, den inneren Hohlraum 311 des Ventilgliedes 305 und die
Passage 314 umfaßt. Andererseits wird der atmosphärische
Druck durch die Filtereinheit 337 und das flexible Rohr
291 so in die Einlaßpassage 313 des Kraftkolbens 132 einge
führt, daß, wenn die Betätigungsstange 134 ihre Vorwärts
bewegung in Richtung des Pfeiles α vollzieht, der atmosphä
rische Druck in die atmosphärische Druckkammer 402 einge
bracht wird. Der Öffnungsgrad der ersten und zweiten Öff
nung 328 und 329 ist durch das vordere bzw. das hintere Ende
323a bzw. 323b der Nadel 323 einstellbar. In Erwiderung
auf die Vorwärtsbewegung der Betätigungsstange 134 in Richtung
des Pfeiles α wird durch die Verbindungsöffnung 431
in die Federaufnahmekammer 461 eingegebene Luft durch einen
Strömungsweg in die Druckkammer 400 abgezogen, welche die
erste Öffnung 328, die Verbindungspassage 322, die zweite
Öffnung 329, die Passage 413 und die Abgabepassage 410 um
faßt.
Obwohl bei den vorerwähnten Ausführungsformen der Erfindung
Druckluft mit dem Druck entsprechend dem festgestellten
Fahrzeuggewicht in die Druckkammer 142 eingeführt wird,
kann Druckluft auch mit einem Druck in die Druckkammer
142 eingeführt werden, welcher beispielsweise der physika
lischen Kraftkonstitution des Fahrers entspricht.
Obwohl weiterhin Druckluft in die Druckkammer 142 in die
Federaufnahmekammer 461 abgegeben wird, was bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel durch die Abgabepassage 791 erfolgt,
kann diese durch eine Abgabepassage 931 entsprechend der
Darstellung in Fig. 13 in die atmosphärische Druckkammer
148 abgegeben werden, um das Abgabegeräusch zu reduzieren.
Obwohl weiterhin bei der vierten Ausführungsform das Düsen
glied 336 im integrierten Verhältnis mit dem Kolbenglied
471 ausgebildet ist, kann es auch im integrierten Verhältnis
mit der Trennwand 441 ausgebildet sein, wie sich dies
aus Fig. 14 ergibt, um den Vorwärtshub der Betätigungs
stange 134 zu verkürzen. Dies bedeutet, daß, wenn das
Düsenglied 336 in integriertem Verhältnis mit dem Kolben
glied 471 ausgebildet ist, die Betätigungsstange 134 über
einen übermäßig langen Hub vorwärtsbewegt werden muß, welches
die Summe des Vorwärtshubes des Kraftkolbens 132 und
des zusätzlichen Vorwärtshubes des Kolbengliedes 471 ist,
um den Öffnungsgrad der zweiten Öffnung 329 zu vermindern.
Wenn jedoch das Düsenglied 336 im integrierten Verhältnis
zur Trennwand 441 ausgebildet ist, wird die Vorwärtsbewegung
der Betätigungsstange 134 auf einen gekürzten Hub
begrenzt, der lediglich dem Vorwärtshub des Kraftkolbens
132 entspricht. Die Ansprechcharakteristik der Bremskraft-
Verstärkereinheit 17 kann somit entsprechend verbessert
werden.
Obwohl der Öffnungsgrad der zweiten Öffnung 821 eingestellt
wird, um den Innendruck der Steuerdruckkammer 150 bei der
zweiten Ausführungsform zu steuern, kann der Öffnungsgrad
der ersten Öffnung 671 eingestellt werden, um den Innen
druck der Steuerdruckkammer 150 zu steuern.
Fig. 15 bis 18 zeigen eine siebte Ausführungsform der
Erfindung, welche eine unterschiedliche Form der Brems
kraft-Verstärkereinheit 17 der zweiten Ausführungsform um
faßt. Der Innenaufbau des Ventilkörpers 361 der Brems
kraft-Verstärkereinheit 17 der siebten Ausführungs
form unterscheidet sich von der der zweiten Ausführungs
form.
Entsprechend Fig. 15 und 16 ist eine Endplatte 452, die
das Ende des Ventilkörpers 361 abdeckt, mit einer Auf
nahmeöffnung 462 und einer Einlaßöffnung 472 ausgebildet.
Ein Ende des Ventilkolbens 133′, welcher sich in der Ventil
kammer 482 des Ventilkörpers 361 befindet, wird verschieb
bar von der Aufnahmeöffnung 462 aufgenommen. Das vordere
Ende 134a der Betätigungsstange 134 steht betriebsmäßig
mit dem Bremspedal in Verbindung und wird in eine Ein
führöffnung 512 des Ventilkolbens 133′ eingeführt. Die Ein
laßöffnung 472 steht dem Luftauslaß des Steuerventils für
variablen Druck durch ein Rohr 522 und ein Rohr 532
so in Verbindung, daß Druckluft stets in die Ventilkammer
482 des Ventilkörpers 361 eingeführt werden kann.
Das vordere Ende des Ventilkolbens 133′ steht betriebsmäßig
mit einer Verbindungsstange 562 in Verbindung. Ein geflanschter
Abschnitt 572 der Verbindungsstange 562 wird verschieb
bar von einem Aufnahmehohlraum 582 aufgenommen. Ein Ventil
sitz 592 ist an einem Außenumfangsabschnitt der Verbindungs
stange 562 ausgebildet. Ein Ring 612 ist fest in die Ven
tilkammer 482 eingesetzt, um die innere Umfangsfläche 602 der
Ventilkammer 462 zu berühren. Ein zylindrisches Ventil
glied 622 ist verschiebbar in den Ring 612 eingesetzt.
Eine Druckfeder 642 befindet sich zwischen dem Ventilglied
622 und einem Federhalt 632, der am Ventilkolben 133′ befe
stigt ist. Daher wird ein Sitzabschnitt 652 des Ventilgliedes
622 normalerweise gegen einen Ventilsitz 592 der Ver
bindungsstange 562 gedrückt, was durch die Druckfeder 642
erfolgt, so daß Druckluft in der Ventilkammer 482 nicht
über den Aufnahmehohlraum 582 und einer Passage 662 in die
Druckkammer 142 strömen kann. Wie am besten aus Fig. 18
ersichtlich ist, umfaßt ein abgestufter Abschnitt 702
einen konisch sich verjüngenden Abschnitt 692, welcher
innerhalb des Ventilsitzes 592 ausgebildet ist, um so
eine erste Öffnung 612 zwischen diesem abgestuften Ab
schnitt 702 und dem Innenumfang des Ventilgliedes 622 zu
bilden. Daher ändert sich der Öffnungsgrad dieser ersten
Öffnung 712 mit der hin- und hergehenden Bewegung der Ver
bindungsstange 562.
Der Ventilsitz 672 ist am Randbereich des aufnehmenden
Hohlraumes 582 ausgebildet. Der Teil des Hohlraumes 582
außerhalb dieses Ventilsitzes 672 steht über eine Abgabe
passage 682 mit der atmosphärischen Druckkammer 148 in Ver
bindung, um normalerweise das Einführen des atmosphärischen
Druckes in die Druckkammer 142 zu erlauben. Wenn jedoch
der Ventilkolben 133′ und die Verbindungsstange 562 in Fig. 16
eine Vorwärtsbewegung nach links vornehmen, wird der Sitz
abschnitt 652 des Ventilgliedes 622 gegen den Ventilsitz
672 gedrückt, was durch die Kraft der Druckfeder 642 er
folgt. Der Ventilsitz 592 der Ventilstange 562 bewegt sich
weg von dem Sitzabschnitt 652 des Ventilgliedes 622, um
das Einführen der Druckluft von der Ventilkammer 482 in
die Druckkammer 142 zu erlauben.
Das vordere Ende 562a der Verbindungsstange 562 ist mit
einem Federhalter 752 verbunden, welcher in einer Feder
aufnahmekammer 742 angeordnet ist. Dieser Federhalter 752
ist an seinem Außenumfangsabschnitt mit einem Flansch 762
versehen. Eine erste Feder 782 und eine zweite Feder 792
sind in Reihe zwischen dem Flansch 762 des Federhalters
752 und der Innenwand 772 der Federaufnahmekammer 742 an
geordnet, wobei ein Kupplungsring 802 dazwischen angeord
net ist. Diese erste und zweite Federn 782 bzw. 792 haben
erheblich unterschiedliche Elastizitätsmodule, wie dies
auch bei den Federn 144 der zweiten Ausführungsform der
Fall ist. Weiterhin haben die erste und zweite Feder 782
bzw. 792 eine vorbestimmte Einstellkraft, so daß ein ge
ringer Spalt normalerweise zwischen dem Kupplungsring 802
und dem Flansch 762 des Federhalters 752 ausgebildet ist.
Der Federhalter 752 steht im Gewindeeingriff mit dem vor
deren Ende 562a der Verbindungsstange 562, so daß der vor
genannte Spalt auf geeignete Weise durch Drehen des Feder
halters 752 relativ zur Stange 562 eingestellt werden kann.
Ein Aufnahmehohlraum 812 ist in dem Federhalter 752 aus
gebildet. Das hintere Ende 822a einer stützenden Stange
822 wird verschiebbar von diesem aufnehmenden Hohlraum
812 aufgenommen. Ein Einstellglied 832 steht in Gewinde
eingriff mit dem vorderen Ende der stützenden Stange 822.
Eine Druckfeder 842 befindet sich zwischen dem Federhalter
752 und dem Einstellglied 832. Andererseits steht die Fe
deraufnahmekammer 742 mit der Druckkammer 142 über eine
Passage 852 in Verbindung und steht ebenso über eine zweite
Öffnung 862 mit der atmosphärischen Druckkammer 148 in
Verbindung, welche zweite Öffnung 862 in der Innenwand
772 der Federaufnahmekammer 742 aus gebildet ist. Außerdem
steht die Federaufnahmekammer 742 durch eine Passage 872
mit der atmosphärischen Druckkammer 148 in Verbindung.
Eine Nadel 882, welche ein Teil des Einstellgliedes 832
ist, ragt in die zweite Öffnung 862. Wie am besten der
Fig. 17 zu entnehmen ist, sind konisch sich verjüngende
Abschnitte 892 und 902 am Außenumfang dieser Nadel 882
ausgebildet, so daß der Öffnungsgrad der zweiten Öffnung
862 sich in Abhängigkeit vom Einführhub der Nadel 882
relativ zur zweiten Öffnung 862 ändert. Die Neigung des
konisch sich verjüngenden Abschnittes 892 der Verbindungs
stange 562 und die der konisch sich verjüngenden Abschnitte
892 und 902 der Nadel 882 werden so bestimmt, daß der
Innendruck der Druckkammer 142 linear in proportionalem
Verhältnis zum Hub der Vorwärtsbewegung der Betätigungs
stange 134 zunimmt, wie dies aus der folgenden Beschrei
bung des Betriebsablaufes deutlich wird.
Der Betrieb der Bremskraft-Verstärkereinheit 17 der vor
genannten Konstruktion wird nun beschrieben.
Druckluft, deren Druck auf ein Niveau entsprechend dem fest
gestellten Fahrzeuggewicht durch das Steuerventil 16 für
variablen Druck reduziert wird, wird kontinuierlich zu
Druckeinlaßöffnung 472 der Bremskraft-Verstärkereinheit
17 gebracht. Wenn jedoch die Betätigungsstange 134 sich
in ihrer zurückgezogenen Stellung befindet, wird der Sitz
abschnitt 652 des Ventilgliedes 682 durch die Kraft der
Druckfeder 642 gegen den Ventilsitz 592 der Verbindungs
stange 562 gedrückt. Andererseits befindet sich der Sitz
abschnitt 652 des Ventilgliedes 622 nicht im Sitzeingriff
mit dem Ventilglied 672. Daher ist der Innendruck der Druck
kammer 142 gleich dem atmosphärischen Druck und der Kraft
kolben 132 befindet sich durch die Kraft der Rückholfeder
152 in der zurückgezogenen Stellung.
Wenn dann das Bremspedal gedrückt wird, vollziehen die
Betätigungsstange 134 und der Ventilkolben 133′ eine Vorwärts
bewegung in Richtung des Pfeiles α in Fig. 15. Als Ergebnis
wird der Sitzabschnitt 652 des Ventilgliedes 622 durch die
Kraft der Druckfeder 642 gegen den Ventilsitz 672 gedrückt.
Unmittelbar danach bewegt sich der Ventilsitz 592 der Ver
bindungsstange 562 vom Sitzabschnitt 652 weg. Druckluft in
der Ventilkammer 482 wird durch die erste Öffnung 712, den
aufnehmenden Hohlraum 582 und die Passage 662 in die Druck
kammer 142 eingeführt. Der Kraftkolben 132 wird durch den
Innendruck der Druckkammer 142 gedrückt und vollzieht gegen
die Kraft der Rückholfeder 152 eine Vorwärtsbewegung nach
links. Zu diesem Zeitpunkt wird die Nadel 882 in Richtung
des Pfeiles α in die Stellung vorwärts bewegt, die durch
die Punkt-Strich-Linie II gekennzeichnet ist, und zwar
aus der Stellung, die in Fig. 7 durch die ausgezogene
Linie I angegeben ist. Daraus resultiert, daß der Öffnungs
grad der zweiten Öffnung 862 der Nadel 882 abnimmt. Daher
ist die Menge an Druckluft, die durch die zweite Öffnung
862 in die atmosphärische Druckkammer 148 ausströmt, sehr
klein.
Sobald der Kraftkolben 132 seine Vorwärtsbewegung beginnt,
befindet sich der Flansch 762 des Federhalters 752 in Ein
griff mit dem Kupplungsring 802. Der Federhalter 752 voll
zieht eine Vorwärtsbewegung nach links, was gegen die Kraft
der ersten Feder 782 erfolgt. Daher wirkt die Rückstell
kraft der ersten Feder 782 als Reaktionskraft auf den Feder
halter 752. Diese Reaktionskraft wird über die Verbindungs
stange 562 und den Ventilkolben 133′ auf die Betätigungsstange
134 übertragen und somit auf das Bremspedal, was durch
den Fahrer abgeführt werden kann. Da der Elastizitätsmodul
der zweiten Feder 792 sehr klein ist, ist auch die Anfangs
druckkraft, die auf das Bremspedal aufzubringen ist (Druck
kraft für das Einleiten der Vorwärtsbewegung des Kraftkolbens
132) sehr klein, so daß der Betrieb der Bremskraft-Verstärker
einheit 17 glatt und weich eingeleitet werden kann.
Wenn dann das Bremspedal weiter gedrückt wird, um das
Vorwärtsbewegen der Betätigungsstange 134 zu verursachen,
wird der Öffnungsgrad der ersten Öffnung 712 durch den konisch
sich verjüngenden Abschnitt 892, welcher durch die
Zweipunkt-Strich-Linie III in Fig. 18 dargestellt ist,
vergrößert. Da zu diesem Zeitpunkt absolut keine Änderung
des Durchmessers der Nadel 882 in der zweiten Öffnung 862
erfolgt, wie dies durch die Zweipunkt-Strich-Linie III
in Fig. 17 dargestellt ist, verbleibt der Öffnungsgrad der
zweiten Öffnung 862 unverändert oder konstant. Als Ergebnis
nimmt der Innendruck der Druckkammer 142 schnell zu, um eben
so schnell die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung des
Kraftkolbens 132 zu erhöhen. Auf diese Weise wird die An
sprecheigenschaft der Bremskraft-Verstärkereinheit 17 ver
bessert. Da der Öffnungsgrad der ersten Öffnung 712 kon
stant ist und zwischen den Stellungen I und II sehr klein
ist, ist die während der Druckzunahme aus der Stellung I
in die Stellung II verbrauchte Druckluft sehr gering. Da
das Einstellglied 832 sich im Gewindeeingriff mit der
Stützstange 822 befindet, und da die Verbindungsstange
562 sich ebenso im Gewindeeingriff mit dem Ventilkolben 133′
befindet, können die Nadel 822 und die Verbindungsstange
562 leicht in den vorerwähnten gewünschten Stellungen po
sitioniert werden, um eine Notbremsung durch geeignetes
Drehen des Einstellgliedes 832 oder der Verbindungsstange
562 relativ zur Stützstange 822 oder Ventilkolben 133′ zu
berücksichtigen.
Wenn dann das Bremspedal weiter gedrückt wird, gelangt die
Seitenfläche 912 des Einstellgliedes 832 in Eingriff mit
der Innenwand 772 der Federaufnahmekammer 742, wodurch die
zweite Öffnung 862 vollständig geschlossen wird. Daher nimmt
der Innendruck der Druckkammer 142 auf sein Maximum zu.
Wenn das Bremspedal weiter in dem obigen Zustand gedrückt
wird, wird nun die Druckkraft durch die erste Feder 782
unmittelbar auf den Kraftkolben 132 übertragen, um die Brems
kraft-Verstärkereinheit 17 in ihren Vollastbetätigungszustand
zu plazieren.
Nach dem Erreichen eines Ausgleiches zwischen der Kraft,
die die Vorwärtsbewegung des Kraftkolbens 132 verursacht
und die Reaktionskraft des Kolbens des Hauptzylinders
ist die Menge der Luft, die durch die erste Öffnung 712 in
die Druckkammer 142 strömt, gleich der Menge der Luft, die
durch die zweite Öffnung 862 in die atmosphärische Druck
kammer 148 strömt. Der Innendruck der Druckkammer 142
wird so unverändert oder konstant gehalten, wodurch die
Vorwärtsbewegung des Kraftkolbens 132 aufhört.
Wenn dann die Druckkraft auf das Bremspedal gelöst wird,
so wird die Verbindungsstange 562 durch die Kraft der
ersten Feder 782 nach rechts zurückgezogen, wodurch der
Ventilsitz 592 gegen den Sitzabschnitt 652 des Ventil
gliedes 622 gedrückt wird und der Sitzabschnitt 652 vom
Ventilsitz 672 wegbewegt wird. Als Ergebnis hört der
Strrom der Druckluft in die Druckkammer 142 auf und in
der Druckkammer 142 befindliche Druckluft wird dadurch
nach außen abgegeben, daß sie in der angegebenen Reihen
folge durch die Passage 662 → den aufnehmenden Hohlraum
582 → die Abgabepassage 682 → die atmosphärische Druck
kammer 148 → die Verbindungsöffnung 136 → die Filter
einheit 337 strömt. Daher wird der Kraftkolben 132 in die
dargestellte Lage zurückgezogen, was durch die Kraft der
Rückholfeder 152 erfolgt.
Claims (10)
1. Bremskraft-Verstärkereinheit mit
- - einem Gehäuse (156), einem darin verschiebbar gelagerten Kraftkolben (132), der das Innere des Gehäuses in eine erste Kammer (142; 402) und eine zweite Kammer (148; 400) unterteilt,
- - einem Ventilkolben (133; 133′), der achsparallel zum Kraftkolben (132) in diesem durch ein Bremspedal verschiebbar gelagert ist,
- - einer ersten Passage (140, 143; 661, 691; 313, 314; 661, 407; 472, 662) zum Einbringen eines Hochdruck-Strömungsmediums in die erste Kammer (142; 402), um so eine Bewegung des Kraftkolbens (132) in dieselbe Richtung zu veranlassen, in der sich der Ventilkolben (133; 133′) aufgrund der Betätigung durch das Bremspedal bewegt,
- - einer zweiten Passage (158; 781, 701; 310; 781, 405; 682) für das Einbringen eines Niederdruck-Strömungsmediums in die erste Kammer,
- - einer dritten Passage (136; 301; 404) zum Einbringen des Niederdruck-Strömungsmediums in die zweite Kammer,
- - einem Ventilglied (138; 641; 305; 622), das auf die Betätigung des Bremspedals so anspricht, daß es die erste und zweite Passage wahlweise öffnet und schließt,
- - einer Rückholfeder (152), die den Kraftkolben (132) entgegen der vom Hochdruck-Strömungsmedium in der ersten Kammer ausgeübten Kraft vorspannt,
- - eine Reaktionsfedereinheit (144, 153; 782, 792) zwischen dem Ventilkolben (133; 133′) und dem Kraftkolben (132), die den Ventilkolben (133; 133′) in Richtung weg vom Kraftkolben (132) kraftbeaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß
- - eine vierte Passage (149; 651, 631; 320, 322; 852, 872) vorgesehen ist, welche im Ventilkolben (133; 133′) oder im Kraftkolben (132) angeordnet ist und die erste Passage (140, 143; 661, 691; 313, 314; 661, 407; 472, 662) mit dem Niedrigdruck-Strömungsmittel verbindet, und
- - daß in der vierten Passage (149; 651, 631; 320, 322; 852, 872) eine Strömungsdrossel (151, 154; 821, 851; 323, 328, 329; 408, 409; 862, 882) vorgesehen ist, die auf eine entgegen der Federkraft der Reaktionsfedereinheit (144, 153; 782, 792) verlaufende Relativverschiebung zwischen dem Ventilkolben (133; 133′) und dem Kraftkolben (132) so reagiert, daß der Strömungs-Querschnitt der vierten Passage (149; 651, 631; 320, 322; 852, 872) verkleinert und der Strömungsmitteldruck in der ersten Kammer (142; 402) dementsprechend erhöht wird.
2. Bremskraft-Verstärkereinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine
Steuerdruckkammer (150) umfaßt, die in der vierten
Passage (149; 651, 631; 320, 322; 852, 872)
angeordnet ist, daß der Druck in der
Steuerdruckkammer (150) sich in Abhangigkeit vom
Öffnungsbereich der Strömungsdrossel (151, 154; 821,
851; 323, 328, 329; 408, 409; 862, 882) ändert.
3. Bremskraft-Verstärkereinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventilglied (138; 641) einen
ersten Ventilabschnitt (711) für das Öffnen und
Schließen der ersten Passage (140, 143; 661, 691; 661,
407) und einen zweiten Ventilabschnitt (751) zum
Öffnen und Schließen der zweiten Passage (158; 781,
701; 781, 405) umfaßt, und daß eine Ventilfeder (139;
721) vorgesehen ist, die das Ventilglied (138; 641) in
Öffnungsrichtung des zweiten Ventilabschnittes (751)
drückt.
4. Bremskraft-Verstärkereinheit nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Öffnungs- und Schließventil
(141) für das Öffnen und Schließen der ersten Passage
(140, 143) aufgrund der Bewegung des Ventilkolbens
(133) relativ zum Kraftkolben (132) vorgesehen ist,
daß die Steuerdruckkammer (150) in dem Ventilkolben
(133) vorgesehen ist und mit dem Ventilglied (138)
verbunden ist, daß die Strömungsdrossel eine Düse
(151) umfaßt, die für eine Verbindung mit der
Steuerdruckkammer (150) in dem Ventilkolben (133)
ausgebildet ist, und daß in der zweiten Kammer (148)
gegenüber der Düse (151) auf dem Kraftkolben (132)
eine Fläche (154) ausgebildet ist, so daß der Abstand
zwischen dieser Fläche und daß Düse sich mit der
Bewegung des Ventilkolbens (133) relativ zum Kraftkolben
ändert, wobei ein Membranglied (130) die Wand der
Steuerdruckkammer (150) bildet und aufgrund des
Innendruckes in der Steuerdruckkammer bewegbar ist und
wobei dieses Membranglied an seiner Innenseite mit
einem Abschnitt der zweiten Passage (158) versehen ist.
5. Bremskraft-Verstärkereinheit nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Düse (151) parallel zur Achse
der Gleitbewegung des Kraftkolbens (132) verläuft, daß
die genannte Fläche (154) des Kraftkolbens orthogonal
zur Düse (151) angeordnet ist, daß das Membranglied
(130) parallel zur genannten Fläche (154) des
Kraftkolbens verläuft und daß eine Betätigungsstange
(160) von der genannten Fläche (154) des Kraftkolbens
durch die Düse (151) zum Membranglied (130) verläuft,
so daß sie bei einer schnellen Betätigungsbewegung des
Ventilkolbens (133) das Membranglied in
Öffnungsrichtung des zweiten Ventilabschnittes drückt.
6. Bremskraft-Verstärkereinheit nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß weiterhin ein Kolbenglied (471)
relativ zum Ventilkolben (133′) koaxial und zu diesem
verschiebbar angeordnet ist, daß zwischen dem
Kraftkolben (132) und dem Kolbenglied die
Steuerdruckkammer (150) gebildet ist und an seiner
Innenseite mit einem Abschnitt (781) der zweiten
Passage (701; 781, 405) ausgebildet ist, daß der
zweite Ventilabschnitt (751) des Ventilgliedes (641)
relativ zum Ventilkolben (133′) und dem Kolbenglied
(471) koaxial und verschiebbar angeordnet und mit dem
Kolbenglied in Eingriff bringbar ist, um die zweite
Passage (781, 701; 781, 405) zu schließen, wenn das
Kolbenglied sich aufgrund des Bremsbetriebes
verschiebt, wobei der erste Ventilabschnitt (711) des
Ventilgliedes (641) durch den zweiten Ventilabschnitt
(751) gedrückt werden kann, um die erste Passage (661,
691; 661, 407) zu öffnen, wenn sich aufgrund des
Bremsbetriebes der zweite Ventilabschnitt (751) bewegt.
7. Bremskraft-Verstärkereinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß weiterhin ein Kolbenglied (471)
relativ zum Ventilkolben (133′) koaxial und zu diesem
verschiebbar angeordnet ist, daß zwischen dem
Kraftkolben (132) und dem Kolbenglied die
Steuerdruckkammer (150) gebildet ist, daß der
Kraftkolben (132) an seiner Innenseite mit einem
Abschnitt der ersten Passage (313, 314) ausgebildet
ist, daß das Ventilglied (305) relativ zum Kolbenglied
(471) koaxial und verschiebbar angeordnet ist und zum
Schließen der ersten Passage (313, 314) durch eine
Feder (309) beaufschlagt ist, daß das Ventilglied an
seiner Innenseite mit einem Abschnitt (311) der
zweiten Passage (310) ausgebildet ist, und daß das
Kolbenglied (471) zusammen mit dem Ventilglied
verschiebbar ist, um die erste Passage (313, 314)
aufgrund des Bremsbetriebes zu öffnen und die zweite
Passage (310) zu schließen.
8. Bremskraft-Verstärkereinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Kammer (142; 402) mit
einer Hochdruck-Strömungsmittelquelle und die zweite
Kammer (148) mit einem Niederdruck-Gebiet in
Verbindung steht.
9. Bremskraft-Verstärkereinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Kammer (402) mit einem
Normaldruck-Gebiet und die zweite Kammer (400) mit
einer Unterdruck-Strömungsmittelquelle verbunden ist.
10. Bremskraft-Verstärkereinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strömungsdrossel eine Öffnung
(862) umfaßt, die für eine Verbindung zwischen der
ersten Kammer (142) und der zweiten Kammer (148) in
dem Kraftkolben (132) ausgebildet ist, und daß sie
eine Nadel (882) umfaßt, die am Ventilkolben (133′)
vorgesehen ist und in die Öffnung (862) eingesetzt
ist, um den Strömungsbereich der Öffnung (862) zu
steuern.
Applications Claiming Priority (16)
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---|---|---|---|
JP57141320A JPS5932555A (ja) | 1982-08-14 | 1982-08-14 | ブレ−キ倍力装置 |
JP14717082U JPS5951665U (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | ブレ−キ倍力装置 |
JP19848582U JPS59104860U (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | ブレ−キ圧力制御バルブ |
JP1907383U JPS59125464U (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | ブレ−キ装置 |
JP1907283U JPS59125467U (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | ブレ−キ装置 |
JP2151883U JPS59128454U (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | ブレ−キ装置 |
JP2151783U JPS59128453U (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | ブレ−キ装置 |
JP2505183U JPS59131355U (ja) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | ブレ−キ装置 |
JP2505083U JPS59131354U (ja) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | ブレ−キ装置 |
JP7271483A JPS59199354A (ja) | 1983-04-25 | 1983-04-25 | ブレ−キブ−スタ |
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JP8177283U JPS59187557U (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 流体圧力制御装置 |
JP8176983U JPS59187559U (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 空気圧調整弁装置 |
JP9039483U JPS59195049U (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | ブレ−キ倍力機構 |
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ID=27585594
Family Applications (1)
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE1927792A1 (de) * | 1969-05-31 | 1970-12-03 | Hermann E Mueller Metallwarenf | Pneumatisches Ventil |
-
1983
- 1983-08-12 DE DE3347944A patent/DE3347944C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1555847A1 (de) * | 1966-12-17 | 1970-07-23 | Ernst Heinkel Ag | Servobremse mit pneumatisch-hydraulischem Antrieb |
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