DE3812452A1 - Pneumatischer verstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Verstärker zur Verwendung in einem Bremssystem eines Kraftfahrzeuges oder ähnlicher Einrichtungen. Im besonderen richtet sich die Erfindung auf einen pneumatischen Verstärker zur Verwendung beispielsweise in einem mit Eigenantrieb versehenen Bremssystem, das so gestaltet ist, daß es die Eigenschaft aufweist, einem Fahrer ein Gefühl eines stabilen und vorteilhaften Bremsens zu geben, wenn das Bremspedal eines solchen Bremssystems betätigt wird.

Allgemein gesprochen nimmt in einem Bremssystem, das mit einem pneumatischen Verstärker ausgerüstet ist, beim Niederdrücken des Bremspedals die Ausgangsleistung proportional zur Druckkraft (also zur Eingangskraft) zu. Es war bekannt, daß dem Fahrer ein Gefühl eines stabilen und vorteilhaften Bremsens gegeben wird, falls das Bremssystem so ausgebildet ist, daß, wenn der Fahrer mit dem Niederdrücken des Bremspedals auf halbem Wege (d. h. bei einem mittlerem Belastungszustand) aufhört, die Ausgangsleistung um einen höheren Betrag angehoben wird als dem Betrag, der in der vorbeschriebenen proportionalen Beziehung zur Eingangskraft gewöhnlich erzielt wird. Insbesondere wird, wenn die Bremse betätigt wird, im Kontaktbereich zwischen dem Bremsschuh und der Bremstrommel eine große Menge an Wärme erzeugt, weshalb die Temperatur auf einen hohen Wert steigt, was eine Verringerung des Reibungskoeffizienten zur Folge hat. Dementsprechend wird, selbst wenn das Bremspedal in einer gewissen niedergedrückten Stellung mit konstantem Kraftaufwand gehalten wird, die Bremswirkung verringert. Aus diesem Grunde ist es möglich, ein Gefühl des stabilen und vorteilhaften Bremsens zu vermitteln, falls das Bremssystem so ausgebildet ist, daß die Ausgangskraft selbst dann weiter zunimmt, nachdem der Fahrer mit dem Niederdrücken des Bremspedals aufgehört hat.

Die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung (Kokai) Nr. 61-64 074 (1986) offenbart einen pneumatischen Verstärker, der so gestaltet ist, daß er es ermöglicht, die vorbeschriebenen Bremseigenschaften zu erzielen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 12 und 13 umfaßt die Einrichtung nach dem Stand der Technik einen Druckstempel 2, der in Abhängigkeit von der Bewegung eines Stößels 1 beweglich ist, einen ersten Ventilsitz 4, der an einem Ventilkörper 3 ausgebildet ist, einen zweiten Ventilsitz 5, der am Druckstempel 2 ausgebildet ist, und ein Ventilglied 6, das wahlweise vom ersten Ventilsitz 4 getrennt und an diesen angelegt wird, um dadurch zu ermöglichen, daß eine Konstantdruck-Kammer (nicht dargestellt) und eine Variabeldruck-Kammer (nicht dargestellt) miteinander verbunden und voneinander getrennt werden. Das Ventilglied 6 wird auch wahlweise vom zweiten Ventilsitz 5 getrennt und an diesen angelegt, um dadurch zu ermöglichen, daß die Variabeldruck-Kammer mit der Atmophäre verbunden und von ihr getrennt wird. Das Ventilglied 6 ist aus elastischem Material, z. B. Gummi, hergestellt, wobei am Ventilglied 6 Öffnungen 6 a derart ausgebildet sind, daß Strömungswege, die durch die Öffnungen entstehen, aufgrund der elastischen Verformung des Ventilgliedes 6 unterbrochen werden, wenn es an dem zweiten Ventilsitz 5 sitzt.

Beim Betrieb verstellt sich, wenn das Bremspedal (nicht dargestellt) niedergedrückt wird, der eingangsseitige Stößel 1 nach vorne, wodurch das Ventilglied 6 sich auf den ersten Ventilsitz 4 setzt, was bewirkt, daß die Konstantdruck- und die Variabeldruck-Kammern voneinander getrennt werden. Zu dieser Zeit trennt sich der zweite Ventilsiltz 5 vom Ventilglied 6, weshalb atmosphärische Luft in die Variabeldruck-Kammer eingeführt wird, um die Verstärkungsoperation zu bewirken.

Falls der Fahrer mit dem Niederdrücken des Bremspedals an einem Punkt auf halbem Wege (d. h. bei einem mittleren Belastungszustand) aufhört, wird die Vorwärtsbewegung des Stößels 2 eingestellt, während der Ventilkörper 3 vorwärtsbewegt wird, und das Ventilglied 6 kommt mit dem zweiten Ventilsitz 5 in Kontakt. Zu dieser Zeit wird die Variabeldruck-Kammer über die am Ventilglied 6 ausgebildeten Öffnungen 6 a mit der Atmosphäre verbunden. Als Folge davon wird der Ventilkörper 3 durch die Wirkung der atmosphärischen Luft, welche durch die Öffnungen 6 a mit einer verhältnismäßig niedrigen Strömungsrate angeliefert wird, graduell nach vorne bewegt, wodurch die Ausgangskraft vergrößert wird. Da der Ventilkörper 3 graduell vorwärtsbewegt wird, wird das Ventilglied 6 gegen den zweiten Ventilsitz 5 mit einer Kraft gedrückt, die graduell intensiviert wird, und das Ventilglied 6 wird eventuell eleastisch verformt, um die Öffnungen 6 a zu schließen. Folglich wird die Verbindung zwischen der Variabeldruck-Kammer und der Atmosphäre unterbrochen, weshalb die Vorwärtsbewegung des Ventilkörpers 3 eingestellt wird.

Auf diese Weise wird, wenn die Vorwärtsbewegung des eingangsseitigen Stößels 1 in einem mittleren Belastungszustand eingestellt wird, die Ausgangsleistung um einen höheren Betrag angehoben als dem Betrag, der erhalten wird, wenn die übliche proportionale Beziehung angewendet wird, wodurch dem Fahrer ein Gefühl eines stabilen und vorteilhaften Bremsens vermittelt wird.

Die herkömmlichen pneumatischen Verstärker leiden jedoch unter folgenden Problemen.

Da die Öffnungen 6 a in einem elastischen Material, z. B. Gummi, ausgebildet sind, und sie durch Ausnutzung der elastischen Deformation des elastischen Materials geöffnet und geschlossen werden, verändert sich der zeitliche Ablauf (Timing), mit dem die Öffnungen 6 a geöffnet und gschlossen werden, entsprechend der Härte des elastischen Materials. Insbesondere ist es unmöglich, zu allen Zeiten stabile Bremscharakteristiken zu erhalten, da sich die Härte des elastischen Materials mit jeder Änderung der Lufttemperatur ändert.

Der Bereich des Ventilgliedes 6, wo die Öffnungen 6 a ausgebildet sind, unterliegt leicht einer Verschlechterung angesichts der sich wiederholenden elastischen Deformierung, weshalb Vorrichtungen nach dem Stand der Technik unter geringer Beständigkeit leiden.

Angesichts der vorbeschriebenen Probleme der Vorrichtungen nach dem Stand der Technik liegt der Erfindung primär die Aufgabe zugrunde, einen pneumatischen Verstärker zu schaffen, der so gestaltet ist, daß er dem Fahrer ein Gefühl des stabilen und vorteilhaften Bremsens gibt, und darüber hinaus stabile Bremscharakteristika und eine verbesserte Dauerhaftigkeit zeigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein pneumatischer Verstärker vorgesehen, umfassend ein Gehäuse, eine an diesem Gehäuse befestigte Membran zur Aufteilung des Inneren des Gehäuses in eine vordere Kammer, welche mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, und in eine hintere Kammer, einen Ventilkörper, der an den inneren Umfangsbereich der Membran angesetzt ist, ein am Ventilkörper vorhandenes Vakuumventil, das eine Verbindung zwischen der vorderen und hinteren Kammer wahlweise herzustellen und zu unterbrechen vermag, ein am Ventilkörper vorhandenes Atmosphärenventil, das eine Verbindung zwischen der hinteren Kammer und der Atmosphäre wahlweise herzustellen und zu unterbrechen vermag, eine eingangsseitige Stange zum Betätigen des Vakuumventils und des Atmosphärenventils, und eine ausgangsseitige Stange, welche die Kraft aus der Verstellung der Membran aufzunehmen vermag, wobei dieser pneumatische Verstärker dadurch gekennzeichnet ist, daß das Atmosphärenventil aus ersten und zweiten Ventilteilen zusammengesetzt ist, die längs eines Verbindungsweges zwischen der hinteren Kammer und der Atmosphäre in Reihe angeordnet sind und aufeinanderfolgend in der obigen Reihenfolge geschlossen werden, wenn das Atmosphärenventil geschlossen wird, und daß eine Öffnungsanordnung vorgesehen ist, welche während der Zeitspanne vom Zeitpunkt, zu dem das erste Ventilteil geschlossen wird, bis zum Schließen des zweiten Ventilteils eine Verbindung zwischen der hinteren Kammer (14) und der Atmosphäre herstellt.

Wenn der Fahrer mit dem Durchdrücken des Bremspedals auf halbem Wege aufhört, wird die Vorwärtsbewegung des Druckstempels eingestellt, während der Ventilkörper vorwärtsbewegt wird. Dementsprechend wird das erste Ventilteil, das am hinteren Endteil des Druckstempels angeordnet ist, durch ein Tellerventilglied geschlossen, so daß die Variabeldruck-Kammer und die Atmosphäre allein durch die Öffnungsanordnung in Verbindung gelangen. Hieraus folgt, daß der Ventilkörper graduell vorwärtsbewegt wird, um die Ausgangskraft zu erhöhen. Wenn der Ventilkörper weiter nach vorne bewegt wird, wird das zweite Ventilteil an die vordere Endfläche des Tellerventilgliedes angesetzt. Als Folge hiervon wird die Verbindung zwischen der Variabeldruck-Kammer und der Atmophäre vollständig unterbrochen und der Anstieg der Ausgangskraft wird somit eingestellt. Mit dieser Ausgangssteuerung ist es möglich, dem Fahrer ein Gefühl des stabilen und vorteilhaften Bremsens zu geben, wenn er das Niederdrücken des Bremspedals in einem mittleren Belastungszustand einstellt.

Da die Öffnungen durch Schließen des ersten Ventilteils mit dem Tellerventilglied und durch Ansetzen des zweiten Ventilteils an das Tellerventilglied geöffnet und geschlossen werden, hat die Härte des Tellerventilgliedes keinen Einfluß auf den Zeitablauf, in dem die Öffnungen geöffnet und verschlossen werden. Außerdem besteht keine Besorgnis, daß eine Verschlechterung der Ventilteile gefördert wird, da von den Ventilgliedern keine schwere Belastung auf das Tellerventilglied wiederholt ausgeübt wird.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung erkennbar, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen ist. In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen, zeigen

Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen pneumatischen Verstärkers im Schnitt,

Fig. 2 den Teil X des pneumatischen Verstärkers gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 2,

Fig. 4(a) und (b) fragmentarische vergrößerte Schnittdarstellungen zur Darstellung der Arbeitsweise des pneumatischen Verstärkers gemäß Fig. 1,

Fig. 5 bis 10 Schnitte durch wesentliche Teile weiterer Ausführungsformen der Erfindung in vergrößerter Darstellung,

Fig. 11 eine grafische Darstellung der Bremscharakteristika eines Bremssystems, das den erfindungsgemäßen pneumatischen Verstärker verwendet,

Fig. 12 einen Schnitt durch ein wesentliches Teil eines herkömmlichen pneumatischen Verstärkers, der so gestaltet ist, daß er dem Fahrer ein Gefühl eines stabilen und vorteilhaften Bremsens gibt, und

Fig. 13 das im pneumatischen Verstärker gemäß Fig. 12 verwendete Ventilglied in der Ansicht von vorne.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.

Fig. 1 bis 4 zeigen in Kombination einen pneumatischen Verstärker 7 entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Der pneumatische Verstärker 7 besitzt ein Gehäuse 8, das aus einer frontseitigen Schale 9 und einer rückseitigen Schale 10 besteht. Im Inneren ist das Gehäuse 8 durch eine Membran 11 und einen Arbeitskolben (power piston) 12 in eine Unterdruck-Kammer 13 und eine Variabeldruck-Kammer 14 aufgeteilt, welche als Vorder- bzw. Rückkammer bestimmt sind. Die Membran 11 und der Arbeitskolben 12 sind über eine Führungsstange 15 in Längsrichtung beweglich. Wenn der Verstärker 7 in einem unwirksamen zustand ist, werden die Membran 11 und der Arbeitskolben 12 mittels der Stellkraft einer Rückstellfeder 16, die innerhalb der Unterdruck-Kammer 13 vorgesehen ist, in der rückwärtigen Position gehalten. Es ist zu bemerken, daß das Unterdruck-Einlaßrohr 17, das mit einer Unterdruck-Quelle (nicht dargestellt), z. B. einem Ansaugverteiler (intake manifold), verbunden ist, an die äußere Wand der Unterdruck-Kammer 13 derart angesetzt ist, daß das Einlaßrohr 17 mit der Kammer 13 in Verbindung steht.

Innerhalb des Gehäuses 8 ist ein Ventilkörper 18 vorgesehen, der mit seinem einen Ende sowohl an der Membran als auch am Arbeitskolben 12 befestigt ist, während das andere Ende des Ventilkörpers vom rückwärtigen Ende des Gehäuses 8 nach außen ragt. Der Ventilkörper 8 hat eine zylindrische Gestalt, wobei ein Zylinderteil 18 a am vorderen Ende des Ventilkörpers 18 axial ausgebildet ist. Ein Druckstempel 19 ist in den Zylinderteil 18 a gleitend eingepaßt und ein Eingangsschaft (eingangsseitige Stange) 20 ist an das rückseitigen Ende des Druckstempels 19 angeschlossen. Ein Ausgangsschaft (ausgangseitige Stange) 21 ist derart vorgesehen, daß das rückwärtige Ende des Stößels 21 zum vorderen Ende des Druckstempels 19 weist. Der Ausgangsschaft 21 ist mit dem Ventilkörper 18 über eine Gegendruckscheibe 22 verbunden.

Innerhalb des Ventilkörpers 18 ist ein Tellerventilglied 23 vorgesehen. Das rückwärtige Enteil 23 a des Tellerventilgliedes 23 ist mit dem inneren Umfang des Ventilkörpers 18 über einer Federaufnahme 24 fest verbunden. Das vordere Endteil 23 b des Tellerventilgliedes 23 kann sich aufgrund einer Balgenstruktur, die durch ein Zwischenteil 23 c des Ventilgliedes 23 gebildet ist, in Längsrichtung vorwärtsbewegen und zusammenziehen. Das vordere Endteil 23 b wird durch eine Feder 25, die zwischen diesem und der Federaufnahme 24 angeordnet ist, nach vorne verstellt. Es ist zu beachten, daß eine Feder 26, die zwischen der Federaufnahme 24 und einem Flansch 20 a des Eingangschaftes 20 angeordnet ist, den Schaft 20 nach rückwärts verstellt.

Der Ventilkörper 18 ist mit einem Kanal 18 b ausgestattet, der eine Verbindung zwischen der Unterdruck-Kammer 13 und dem Inneren des Ventilkörpers 18 schafft, und mit einem Kanal 18 c, der eine Verbindung zwischen der Variabeldruck-Kammer 14 und dem Inneren des Ventilkörpers 18 herbeiführt. Das Innere des Ventilkörpers 18 ist mit der Atmosphäre über ein Filter 27 verbunden, das am rückseitigen Endteil des Ventilkörpers 18 vorgesehen ist.

Wie in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist, besitzt der Ventilkörper 18 einen Ventilsitz 18 d, der auf seiner inneren peripheren Fläche so angeordnet ist, daß das Tellerventilglied 23 an den Ventilsitz 18 d aufsgesetzt werden kann. Das Tellerventilglied 23 und der Ventilsitz 18 d bilden in Kombination ein Vakuumventil. Wenn das vordere Endteil 23 b des Tellerventilgliedes 23 an den Ventilsitz 18 d angesetzt wird, wird der Kanal 18 b geschlossen und die Verbindung zwischen der Unterdruck-Kammer 13 und dem Inneren des Ventilkörpers 18 dadurch unterbrochen. Folglich wird die Verbindung zwischen der Unterdruck-Kammer 13 und der Variabeldruck-Kammer 14 unterbrochen. Außerdem sind am rückwärtigen Endteil des Druckstempels 19 ein erstes Ventilteil 28 und ein zweites Ventilteil 29 vorgesehen. Die ersten und zweiten Ventilteile 28, 29 und des Tellerventilglied 23 bilden in Kombination ein atmosphärisches Ventil. Das erste Ventilteil 28 ist am äußeren Umfang des rückwärtigen Endteils des Druckstempels 19 ausgebildet. Die Abmessungen des ersten Ventilteils 28 sind so bestimmt, daß es sich gleitend an den inneren Umfang des vorderen Endteils 23 b des Tellerventilgliedes 23 anpassen kann. Das zweite Ventilteil 29 ist an einem Flansch 19 a ausgebildet, der sich radial auswärts vom rückwärtigen Endteil des Druckstempels 19 erstreckt an einer Stelle, die vor dem ersten Ventilteil 28 liegt. Der zweite Ventilteil 29 ist so angeordnet, daß es möglich ist, ihn an die Endfläche 23 d des vorderseitigen Endteils 23 b des Tellerventilgliedes 23 anzusetzen. Fernerhin sind drei längliche Nuten 30 oder Öffnungen am inneren Umfangsteil des Tellerventilgliedes 23 ausgebildet, das mit dem ersten Ventilteil 28 unter Bildung eines Paßsitzes zusammengebracht ist, wobei die Öffnungen 30 am über den Umfang in gegenseitigem Abstand verteilt sind (siehe Fig. 3).

Es folgt nun eine Beschreibung der Funktionsweise der obenbeschriebenen Anordnung.

Fig. 1 zeigt den pneumatischen Verstärker in einem unwirksamen Zustand. Falls in diesem Zustand ein Bremspedal (nicht dargestellt) niedergedrückt wird, bewegt sich der Eingangsschaft 20 nach vorne, wobei er den Druckstempel 19 vorwärtsbewegt, wodurch bewirkt wird, daß sich der Druckstempel 19 vom Tellerventilglied 23 trennt, wie in Fig. 4(a) dargestellt ist. Dies hat zur Folge, daß das Innere des Ventilkörpers 18 über den Kanal 18 c mit der Variabeldruck-Kammer 14 verbunden wird, wodurch atmosphärische Luft in die Variabeldruck-Kammer 14 eingeführt wird und was zu einem Druckunterschied zwischen der Unterdruck-Kammer 13 und der Variabeldruck-Kammer 14 führt. Somit werden die Membran 11 und der Arbeitskolben 12 durch den unterschiedlichen Druck entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 16 nach vorne bewegt und eine verstärkte Kraft wird dadurch auf den Ausgangsschaft 21 übertragen.

Falls der Fahrer das Niederdrücken des Bremspedals auf halbem Wege beendet (d. h. in einem mittleren Belastungszustand) und dieses Bremspedal hält, wird die Vorwärtsbewegung des Eingangsschaftes 20 beendet, während der Ventilkörper 18 vorwärtsbewegt wird, weshalb das erste Ventilteil 28 des Druckstempels 19 mit dem inneren Umfang des Tellerventilgliedes 23 in Berührung kommt (siehe Fig. 4(b)). Zu dieser Zeit wurde das zweite Ventilteil 29 noch nicht an die vordere Endfläche 23 d des Tellerventilgliedes 23 angesetzt. Daher wird atmosphärische Luft weiterhin mit einer relativ geringeren Strömungsrate durch die in dem Tellerventilglied 23 ausgebildeten Öffnungen 30 und auch durch das Spiel zwischen dem Tellerventilglied 23 und dem zweiten Ventilteil 29 in die Variabeldruck-Kammer 14 eingeführt, so daß nur die Ausgangsgröße (Ausgangskraft oder Ausgangsleistung) allein noch zunimmt. Diese Zunahme der Ausgangsgröße verhindert ein Verminderung der Bremswirkung und gibt dem Fahrer ein Gefühl des stabilen und vorteilhaften Bremsens.

Da, wie oben beschrieben, die atmosphärische Luft in die Variabeldruck-Kammer 14 mit einer relativ niedrigen Strömungsrate eingeführt wird, bewegt sich der Ventilkörper 18 nach vorne und der zweite Ventilteil 29 des Druckstempels 19 wird eventuell an die vordere Endfläche 23 d des Tellerventilgliedes 23 angesetzt, wodurch die Verbindung zwischen der Variabeldruck-Kammer 14 und der Atmosphäre völlig unterbrochen wird, was zur Folge hat, daß die Vorwärtsbewegung des Ventilkörpers 18 aufhört (siehe Fig. 2).

Falls das Bremspedal aus der Position, an der die anfängliche Betätigung aufhörte, weiter durchgedrückt wird, bewegt sich der Druckstempel 19 weiter nach vorne, um den weiteren Zufluß von Atmosphärenluft in die Variabeldruck-Kammer 14 zuzulassen, so daß eine verstärkte Kraft auf den Ausgangsschaft 21 übertragen wird. Falls der Fahrer mit dem Niederdrücken des Bremspedals erneut auf halbem Wege aufhört, wird der oben beschriebene Vorgang wiederholt.

Falls das Bremspedal aus der Position, in der die Betätigung beendet wurde, freigegeben wird, bewegt sich der Eingangsschaft 20 unter der Wirkung der Feder 26 rückwärts, wobei der Druckstempel 19 in Abhängigkeit von der Bewegung des Eingangsschaftes 20 ebenfalls nach hinten bewegt wird mit der Folge, daß das Tellerventilglied 23 vom Ventilsitz 18 d getrennt wird. Dadurch wird ermöglicht, daß die Unterdruck-Kammer 13 und die Variabeldruck-Kammer 14 miteinander in Verbindung treten. Daraus resultiert, daß der Druckunterschied zwischen diesen Kammern 13 und 14 abnimmt, weshalb die Membran 11 und der Arbeitskolben 12 unter der Wirkung der Rückstellfeder 16 sich nach hinten bewegen. Dadurch wird der Verstärker in seine Ausgangsposition zurückgestellt, d. h. in den unwirksamen Zustand gemäß der Darstellung in Fig. 1.

Die oben beschriebenen Bremscharakteristika werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 11 erläutert.

Falls das Bremspedal niedergedrückt wird, wenn der pneumatische Verstärker in einem unwirksamen Zustand ist, wird der Eingangsschaft 20 nach vorne bewegt und aufgrund des Vorhandenseins eines Spaltes delta zwischen dem Druckstempel 19 und der Reaktionsscheibe 22 eine Hochspringwirkung hervorgerufen, was zu einem Anstieg der Ausgangskraft unabhängig von der Eingangskraft führt, wie dies durch das Kurvenstück A 1 dargestellt ist. Wenn der Spalt delta hinreichend verringert wurde, damit der Druckstempel 19 die Reaktionskraft der Reaktionsscheibe 22 erhält, steigen die Eingangskraft und die Ausgangskraft proportional zueinander an, wie dies durch die Linie A dargestellt ist.

Falls der Fahrer mit dem Durchdrücken des Bremspedals auf halbem Wege anhält, wird das erste Ventilteil 28, das am Druckstempel 19 vorhanden ist, gegen den inneren Umfang des vorderen Endteils 23 b des Tellerventilgliedes 23 geführt und Luft der Atmophäre wird danach in die Variabeldruck-Kammer 14 durch die Öffnungen 30 eingeführt. Daraus resultiert, daß die Ausgangskraft vom Punkt B an, wo der Fahrer das Durchdrücken des Bremspedals beendet hat, allein ansteigt, wie durch das Kurvenstück C dargestellt ist. Wenn der zweite Ventilteil 29 mit dem Tellerventilglied 23 in Kontakt kommt, wird die Vorwärtsbewegung des Ventilkörpers 18 unterbunden, weshalb keine Möglichkeit besteht, daß die Ausgangskraft über den Punkt D ansteigt.

Falls der Fahrer das Bremspedal weiter niederdrückt, ändert sich die Beziehung zwischen der Eingangskraft und der Ausgangskraft gemäß dem Kurvenstück E entsprechend der Geschwindigkeit, mit welcher das Bremspedal niedergedrückt wird; danach steigt die Ausgangskraft längs der vorgenannten Linie A an. Falls der Fahrer das Bremspedal freigibt, nachdem er aufhört, es niederzudrücken, wird aufgrund der Rückstellung des Eingangsschaftes 20 unter der Wirkung der Feder 26 der Spalt delta zwischen dem Druckstempel 19 und der Reaktionsscheibe 22 b vergrößert und die Reaktionskraft nimmt daher ab. Dementsprechend verringert sich die Ausgangskraft längs der Linie F.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 10 beschrieben, welche die jeweils wesentlichen Teile dieser Ausführungsformen zeigen. Da die allgemeine Bauweise dieser Ausführungsformen die gleiche ist wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform, sollen nur jene Teile, welche sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden, im einzelnen erläutert werden.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 5 ist das erste Ventilteil 28 des Druckstempels 19 mit einer Vielzahl von Kerben versehen, welche über den Umfang in gegenseitigem Abstand verteilt sind, um Öffnungen 31 zu bilden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist zwischen den ersten und zweiten Ventilteilen 28, 29 des Druckstempels 19 eine Bohrung vorgesehen, die sich im wesentlichen radial erstreckt, um eine Öffnung 32 zu bilden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist das erste Ventilteil 28, das am Druckstempel 19 vorhanden ist, in den inneren Umfang des vorderen Endteils 23 b des Tellerventilgliedes 23 lose eingepaßt, so daß ein Spiel, das zwischen dem Tellerventilglied 23 und dem ersten Ventilteil 28 vorhanden ist, eine Öffnung 33 definiert. Wenn die Endfläche des vorderen Endteils 23 b des Tellerventilgliedes 23 mit dem den größten Durchmesser aufweisenden Teil 28 a am hinteren Ende des verjüngten Bereiches des ersten Ventilteiles 28 koinzidiert, wird das erste Ventilteil 28 durch das Tellerventilglied 23 verschlossen.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform ist ein sich nach vorne erstreckender Vorsprung 34 längs des inneren Umfangs des vorderen Endteils 23 b des Tellerventilgliedes 23 ausgebildet, während längs des äußeren Umfangsbereiches des am rückwärtigen Ende des Druckstempels 19 vorhandenden Flansches 19 a ein sich nach hinten erstreckender ringförmiger Vorsprung 29 ausgebildet ist. Das erste Ventilteil ist durch die innere Umfangsfläche 29 a des Vorsprungs 29 definiert, während das zweite Ventilteil durch den äußersten Endbereich 29 b des Vorsprungs 29 definiert ist. Das erste Ventilteil 29 a ist geeignet, sich gegen den äußeren Umfang des Vorsprungs 34 anzupassen. Entweder der äußere Umfang des Vorsprungs 34 oder der innere Umfang des ersten Ventilteils 29 a sind teilweise gekerbt, um eine Öffnung 35 zu bilden. Aus Gründen der Vereinfachung zeigt der obere Teil von Fig. 8 die Anordnung, bei welcher der äußere Umfang des Vorsprungs 34 gekerbt ist, während der untere Teil von Fig. 8 die Anordnung zeigt, bei welcher der innere Umfang des ersten Ventilteils 29 a gekerbt ist.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform ist ein Stufenbereich 36 auf der Innenseite des vorderen Endteils 23 b des Tellerventilgliedes 23 ausgebildet, während ein nach hinten sich erstreckender ringförmiger Vorsprung 29 längs des äußeren Umfangsbereiches des am hinteren Ende des Druckstempels 19 vorhandenen Flansches 19 a vorgesehen ist. Das erste Ventilteil wird durch die äußere Umfangsfläche 29 c des Vorsprungs 29 definiert, während das zweite Ventilteil durch den äußersten Endbereich 29 b des Vorsprungs 29 definiert wird. Das erste Ventilteil 29 c ist geeignet, sich in den inneren Umfnag des Stufenbereiches 36 einzupassen. Entweder der innere Umfang des Stufenbereiches 36 oder der äußere Umfang des ersten Ventilteils 29 c sind teilweise gekerbt, um eine Öffnung 37 zu bilden. Aus Gründen der Vereinfachung zeigt der obere Teil von Fig. 9 die Anordnung, bei welcher der äußere Umfang des Ventilteils 29 a gekerbt ist, während der untere Teil von Fig. 8 die Anordnung zeigt, bei welcher der innere Umfang des Stufenbereiches 36 gekerbt ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 ist ein ringförmiges Ventilglied 38 längs des inneren Umfangs des Tellerventilgliedes 23 gleitend angeordnet, derart, daß es in der gleichen Weise wirkt wie das erste Ventilteil 28, das bei der ersten Ausführungsform am Druckstempel 19 angeordnet ist. Insbesondere wird, wenn der Druckstempel 19 in der Darstellung gemäß Fig. 10 nach links gedrückt wird, das Ventilglied 38 längs des inneren Umfangs des Tellerventilgliedes 23 unter der Kraftwirkung der Feder 25 nach links bewegt und die vordere Endfläche des Flanschteils 38 a des Ventilgliedes 38 kommt mit der hinteren Endfläche 23 e des Tellerventilgliedes 23 in Kontakt. Zu dieser Zeit springt das vordere Endteil 38 a des Ventilgliedes 38 nach vorne in Bezug auf die vordere Endfläche des Tellerventilgliedes 23. In diesem Zustand bewegt sich das Ventilglied 38 nach links zusammen mit dem nach links sich bewegenden Ventilkörper 18. Wenn der Fahrer mit dem Niederdrücken des Bremspedals aufhört und die Vorwärtsbewegung des Druckstempels 19 eingestellt wird, stößt die vordere Endfläche des Ventilgliedes 38 gegen den Flansch 19 a des Druckstempels 19, wodurch die Bewegung des Ventilgliedes 38 blockiert wird. Jedoch bewegt sich der Ventilkörper 18 weiterhin nach vorne und die hintere Endfläche 23 e des Tellerventilgliedes 23 trennt sich von der vorderen Endfläche des Flansches 38 a des Ventilgliedes 38. Da eine Rille oder Nut 23 f an der inneren Umfangsfläche des Tellerventilgliedes 23 ausgebildet ist, strömt die Luft noch durch die Rille 23 f ein, so daß der Ventilkörper 18 sich weiterhin nach vorne bewegt, bis das vordere Endteil 23 b des Tellerventilgliedes 23 mit dem nach hinten sich erstreckenden ringförmigen Vorsprung, der am Flansch 19 a ausgebildet ist, in Kontakt kommt. Es ist zu bemerken, daß eine Rille, welche als eine Öffnungsanordnung dient, in der äußeren Umfangsfläche des Ventilgliedes 38 ausgebildet sein kann. Das Bezugszeichen 39 bezeichnet eine Feder, welche ermöglichen soll, daß der vordere Endteil 23 b des Tellerventilgliedes 23 an den Ventilsitz 18 d des Ventilkörpers 18 zuverlässig angesetzt werden kann.

Wie oben ausführlich dargelegt wurde, werden erfindungsgemäß die Öffnungen geöffnet und verschlossen durch Verschließen des ersten Ventilteils mit dem Tellerventilglied und durch Ansetzen des zweiten Ventilteils an das Tellerventilglied, um dadurch dem Fahrer ein Gefühl des stabilen und vorteilhaften Bremsens zu vermitteln. Dementsprechend ist es möglich, mit einer einfachen Bauweise stabile Bremscharakteristika zu erhalten und die Dauerhaftigkeit zu erhöhen.

Obgleich die Erfindung mittels besonderer Bezeichnungen beschrieben wurde, soll darauf hingewiesen werden, daß die beschriebenen Ausführungsformen nicht notwendigerweise ausschließlich sind und diverse Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne den Umfang der durch die Patentansprüche festgelegten Erfindung zu verlassen.

Claims (19)

1. Pneumatischer Verstärker, umfassend ein Gehäuse, eine an diesem Gehäuse befestigte Membran zur Aufteilung des Inneren des Gehäuses in eine vordere Kammer, welche mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, und in eine hintere Kammer, einen Ventilkörper, der an den inneren Umfangsbereich der Membran angesetzt ist, ein am Ventilkörper vorhandenes Vakuumventil, das eine Verbindung zwischen der vorderen und hinteren Kammer wahlweise herzustellen und zu unterbrechen vermag, ein am Ventilkörper vorhandenes Atmosphärenventil, das eine Verbindung zwischen der hinteren Kammer und der Atmosphäre wahlweise herzustellen und zu unterbrechen vermag, eine eingangsseitige Stange zum Betätigen des Vakuumventils und des Atmosphärenventils, und eine ausgangsseitige Stange, welche die Kraft aus der Verstellung der Membran aufzunehmen vermag, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das Atmosphärenventil aus ersten und zweiten Ventilteilen (28, 29) zusammengesetzt ist, die längs eines Verbindungsweges zwischen der hinteren Kammer (14) und der Atmosphäre in Reihe angeordnet sind und aufeinanderfolgend in der obigen Reihenfolge geschlossen werden, wenn das Atmosphärenventil geschlossen wird, und
• b) eine Öffnungsanordnung vorgesehen ist, welche während der Zeitspanne vom Zeitpunkt, zu dem das erste Ventilteil (28) geschlossen wird, bis zum Schließen des zweiten Ventilteils (29) eine Verbindung zwischen der hinteren Kammer (14) und der Atmosphäre herstellt.

2. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (18) eine innere Bohrung aufweist, die sich axial erstreckt, wobei die eingangsseitige Stange (20) mit einem Ende in der Bohrung aufgenommen wird und durch Druck von der Außenseite des Zylinders betätigt wird, daß ein Druckstempel (19) in der Bohrung in einer Position vor der eingangseitigen Stange (20) so angeordnet ist, daß der Druckstempel (19) in Abhängigkeit von der Bewegung der eingangsseitigen Stange (20) gleitet, daß die ausgangsseitige Stange (21) mit dem Ventilkörper (18) derart verbunden ist, daß er dem Druckstempel (19) endseitig zugewandt ist, daß ferner ein Tellerventilglied (23) in der Bohrung angeordnet ist, das wahlweise vom Vakuumventil getrennt und an dieses angesetzt wird, um die Verbindung und Trennung der vorderen und hinteren Kammern miteinander bzw. voneinander zu bewirken, und daß das Tellerventilglied (23) auch vom Atmosphärenventil getrennt und hieran angesetzt wird, um die Verbindung und Trennung der hinteren Kammer (14) mit bzw. von der Atmosphäre zu bewirken.

3. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Tellerventilglied (23) relativ zum ersten Ventilteil (28) während der Zeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem es das erste Ventilteil (28) schließt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem es das zweite Ventilteil (29) schließt, bewegt.

4. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilteil (28) am äußeren Umfang des hinteren Endteils des Druckstempels (19) ausgebildet ist, während das zweite Ventilteil (29) an einem Flanschteil (19 a) des Druckstempels (19) ausgebildet ist, das sich in einer Position vor dem hinteren Endteil radial nach außen erstreckt.

5. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerventilglied (23) die Relativbewegung ausführt, während es mit dem ersten Ventilteil (28) in gleitendem Kontakt ist.

6. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung durch eine Nut (30) gebildet ist, welche in axialer Richtung am inneren Umfangsbereich des Tellerventilgliedes (23) gebildet ist.

7. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung durch eine Nut (31) gebildet ist, welche in axialer Richtung am äußeren Umfang des hinteren Entteils des Druckstempels (19) gebildet ist.

8. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstempel (19) eine innere Bohrung aufweist, welche sich zum hinteren Endteil öffnet, wobei die Öffnungsanordnung durch ein Loch (32) gebildet ist, welches sich durch die Umfangswand der inneren Bohrung radial erstreckt an einer Position in axialer Richtung des Druckstempels (19) zwischen dem ersten (28) und zweiten (29) Ventilteil.

9. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerventilglied (23) so angeordnet ist, daß es relativ zum ersten Ventilteil (28) mit einem dazwischen vorgesehenen geringen Spiel (33) bewegt, wobei die Öffnungsanordnung durch das Spiel (33) bestimmt ist.

10. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstempel (19) einen Flansch (19 a) aufweist, der sich von seinem hinteren Endteil radial auswärts erstreckt, und ein ringförmiges Teil besitzt, das sich vom äußeren Umfangsteil des Flansches (19 a) axial nach hinten erstreckt, wobei das erste Ventilteil durch eine Umfangsfläches des ringförmigen Teils bestimmt ist und das zweite Ventilteil durch die hintere Endfläche des ringförmigen Teils bestimmt ist, und wobei das Tellerventilglied (23) so angeordnet ist, daß es mit dem ersten Ventilteil in gleitenden Kontakt kommt.

11. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilteil durch die äußere Umfangsfläche des ringförmigen Teils bestimmt ist.

12. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung durch eine Nut bestimmt ist, welche in der äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Teils axial ausgebildet ist.

13. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung durch eine Nut bestimmt ist, welche in der inneren Umfangsfläche des Tellerventilgliedes (23) axial ausgebildet ist, wobei das Tellerventilglied so angeordnet ist, daß es in gleitenden Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Teils kommt.

14. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilteil durch die innere Umfangsfläche des ringförmigen Teils gebildet ist, das in gleitenden Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des ringförmigen Teils des Druckstempels (19) gebracht wird.

15. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung durch eine Nut bestimmt ist, welche an der inneren Umfangsfläche des ringförmigen Teils des Druckstempels (19) axial ausgebildet ist.

16. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung durch eine Nut bestimmt ist, welche in der äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Teils des Tellerventilgliedes (23) ausgebildet ist.

17. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstempel (19) einen Flansch (19 a) aufweist, der von seinem hinteren Endteil radial nach außen sich erstreckt, und einen ringförmigen Vorsprung aufweist, der sich vom außeren Umfangsbereich des Flansches axial nach hinten erstreckt, wobei der pneumatische Verstärker außerdem ein ringförmiges Glied umfaßt, das gegen den Druckstempel (19) gedrückt wird, so daß das ringförmige Glied mit der hinteren Endfläche des Flansches in Kontakt kommen kann, während es mit dem inneren Umfangsbereich des Tellerventilgliedes (23) in gleitendem Kontakt ist, und wobei das erste Ventilteil durch die äußere Umfangsfläche des ringförmigen Gliedes bestimmt ist und das zweite Ventilteil durch den ringförmigen Vorsprung bestimmt ist.

18. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung durch eine Nut bestimmt ist, welche am inneren Umfangsbereich des Tellerventilgliedes (23) axial ausgebildet ist.

19. Pneumatischer Verstärker nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung durch eine Nut bestimmt ist, welche an der äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Gliedes ausgebildet ist.