DE60013522T2 - Unterdruckkraftverstärker - Google Patents

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DE60013522T2
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Germany
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piston
valve
vacuum
amplifier
cylinder
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Toshiyuki Ueda-shi Suwa
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Nissin Kogyo Co Ltd
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Unterdruckverstärker, der für einen Kipp- oder Umschaltbetrieb eines Bremsmasterzylinders eines Motorfahrzeugs verwendet wird.
  • Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Verbesserung für einen Unterdruckverstärker mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik Ein solcher Unterdruckverstärker ist bereits bekannt und beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. Hei 10-100887 offenbart.
  • Bei einem herkömmlichen Unterdruckverstärker ist ein Flansch an dem Außenumfang des mittleren Bereichs des Abstoßkraftkolbens ausgeformt, und eine Halterung ist mit dem hinteren Ende des Abstoßkraftkolbens gekoppelt, so dass sie mit einem konstanten Hub gleitbar ist. Zwischen der Halterung und dem Flansch ist eine Feder so angeordnet, dass die Halterung, wenn die Feder um einen vorbestimmten Betrag zusammengezogen worden ist, gegen den Abstoßkraftkolben anstößt und eine von der Eingabestange her erhaltene Eingabe von dem Ventilkolben durch die Halterung hindurch zu dem Abstoßkraftkolben und dem flexiblen Kolben übertragen wird. Danach erreicht die Ausgabe einen Kipp- oder Umschaltgrenzpunkt.
  • Wie es in dem Ausgabe-Kennliniengraph in 5 dargestellt ist, ist bei einem solchen herkömmlichen Unterdruckverstärker das Kippkraftverhältnis, d.h. das Verhältnis der Ausgabe zur Eingabe, verstärkt in einem Bereich, wo die Feder zusammengezogen verformt ist, und reduziert, nachdem dieser Bereich verlassen worden ist. So ist die Ausgabekennlinie von einer sekundären Kurve, die ideal für das Bremsen ist, versetzt, so dass eine Beeinträchtigung der Betriebsfunktion auftritt.
  • Ein Unterdruckverstärker mit den Merkmalen des Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus JP-A-11129890 und aus US-A-5,884,548 bekannt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Um dieses Problem zu lösen, ist es ein Ziel der Erfindung, einen Unterdruckverstärker zu schaffen, um die Ausgabekennlinie einer Ausgabestange an eine sekundäre Kurve anzunähern, die für das Bremsen ideal ist, bis die Ausgabe den Kippgrenzpunkt erreicht.
  • Um dieses Ziel zu erreichen, weist ein Unterdruckverstärker gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
  • Gemäß diesem Aspekt ist, wenn die über die Eingabestange zur Verfügung gestellte Eingabe geringer ist als die auf die Feder aufgebrachte Einstellbelastung, während die Eingabestange vorwärts bewegt wird, die von der Ausgabestange produzierte Ausgabe bei einem Kippverhältnis erhöht, das in Übereinstimmung mit dem Verhältnis des Drucks ist, der durch den Abstoßkraftkolben auf einen Aufnahmeflächenbereich ausgeübt wird, zu dem Druck, der durch den Betriebskolben aufgebracht wird, der gegen den flexiblen Kolben anstößt, weil die Eingabestange und der Abstoßkolben ein einzelnes starres Element bilden.
  • Wenn die über die Eingabestange zur Verfügung gestellte Eingabe die auf die Feder ausgeübte Einstelllast überschreitet, wird die Feder zwischen dem Ventilkolben und der Halterung zusammengedrückt, und ein Teil der Abstoßkraft, die durch den flexiblen Kolben auf den Abstoßkolben ausgeübt wird, wird absorbiert, so dass das Kippverhältnis erhöht zu sein scheint.
  • Da der Kippgrenzpunkt erreicht wird, indem der Ventilkolben in Kontakt mit dem Stopper des Ventilzylinders gebracht wird, bevor die Grenze der Kontraktion der Feder erreicht ist, kann die Verminderung des Kippverhältnisses vermieden werden. Für ein effektives Bremsen kann sich die Ausgabekennlinie der Ausgabestange so bei dem Kippgrenzpunkt einer idealen sekundären Kurve annähern.
  • Zusätzlich zu dem ersten Aspekt steht gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung eine Stützwelle auswärts von dem vorderen Bereich des Ventilkolbens hervor, und die Feder befindet sich zwischen dem Ventilkolben und einer Halterung, die mit der Stützwelle gekoppelt ist, so dass sie entlang der Stützwelle bei einem konstanten Hubabstand gleitet.
  • Gemäß diesem Aspekt sind eine Schraubenfeder und die Halterung, die kleine Teile sind, zusammen mit dem Ventilkolben gekoppelt, so dass sie eine Anordnung bilden, die mit der Eingabestange kommuniziert. Während der Montage des Unterdruckverstärkers können so die kleine Schraubenfeder und die Halterung an dem Ventilzylinder angebracht werden, und zwar an vorbestimmten Stellen, gleichzeitig mit dem Einbringen der Eingabestange in den Ventilzylinder hinein. Als Ergebnis kann ein effizienter Montagevorgang implementiert werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Tandem-Unterdruckverstärkers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei sich eine Eingabestange in einem Ruhezustand befindet.
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Bereich darstellt, der in 1 mit der Bezugsziffer II bezeichnet ist.
  • 3 ist eine erläuternde Ansicht eines Vorgangs entsprechend 2, welche den Kippgrenzzustand für den Unterdruckverstärker zeigt.
  • 4 ist ein Graph, der die Kippkennlinie des Unterdruckverstärkers zeigt, und
  • 5 ist ein Graph, der die Kippkennlinie eines herkömmlichen Unterdruckverstärkers zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • In den 1 und 2 beinhaltet ein Verstärkergehäuse 1 für einen Unterdruckverstärker B folgendes: eine vordere und hintere Gehäusehalbkugel 1a und 1b, deren gegenüberliegende Enden miteinander gekoppelt sind; und eine Trennplatte 1c, die zwischen den Gehäusehalbkugeln 1a und 1b sandwichartig angeordnet ist, um das Innere des Verstärkergehäuses 1 in eine vordere 2 und eine hintere Gehäusekammer 3 aufzuteilen. Die hintere Gehäusehalbkugel 1b ist an der vorderen Wand F einer Fahrzeugkabine durch eine Schraube 8 gesichert, und ein Zylinderkörper Ma eines Master-Bremszylinders M, der mittels des Verstärkers B betätigt wird, ist an der vorderen Gehäusehalbkugel 1a durch eine Schraube 9 befestigt.
  • Das vordere Gehäuseelement 2 ist in eine vordere Unterdruckkammer 2a auf der vorderen Seite und eine vordere Betriebskammer 2b auf der hinteren Seite aufgeteilt, und zwar durch einen vorderen Verstärkerkolben 4, der so angebracht ist, dass er sich vorwärts und rückwärts innerhalb der vorderen Gehäusekammer 2 hin und her bewegt, und eine vordere Membran 5, die mit dem vorderen Verstärkerkolben 4 so gekoppelt ist, dass sie seine hintere Fläche überlappt, und die sandwichartig zwischen der vorderen Gehäusehalbkugel 1a und der Trennwand 1c angeordnet ist. Die vordere Unterdruckkammer 2a ist durch eine Unterdruckeinlassleitung 14 mit einer Unterdruckquelle V (beispielsweise dem Inneren eines Einlassstutzens einer Verbrennungskraftmaschine) verbunden.
  • Die hintere Gehäusekammer 3 ist in eine hintere Unterdruckkammer 3a auf der vorderen Seite und eine hintere Betriebskammer 3b auf der hinteren Seite durch einen hinteren Verstärkerkolben 6 getrennt, der so angebracht ist, dass er sich innerhalb der hinteren Gehäusekammer 3 hin und her bewegt, und eine hintere Membran 7, die zusammen mit dem hinteren Verstärkerkolben 6 gekoppelt ist, so dass sie seine hintere Fläche überlappt, und die zusammen mit der Trennplatte 1c sandwichartig zwischen den Gehäusehalbkugeln 1a und 1b angeordnet ist.
  • Der vordere 4 und der hintere Verstärkerkolben 6 sind ringförmig und aus einer Stahlplatte gemacht. Sie sind miteinander durch einen Ventilzylinder 10 aus synthetischem Kunstharz gekoppelt, der in der mittleren Position der Kolben 4 und 6 befestigt ist. Der Ventilzylinder 10 ist gleitbar gelagert relativ zu der Trennplatte 1c über ein Abdichtelement 11, und er ist auch gleitbar durch ein Abdichtelement 13 durch eine sich nach hinten erstreckende Leitung 12 gelagert, die in der Mitte der hinteren Gehäusehalbkugel 1b ausgeformt ist. Die Rückzugsgrenze der Verstärkerkolben 4 und 6 ist definiert, wenn eine Anzahl von Vorsprüngen 7a, die an der hinteren Fläche der hinteren Membran 7 ausgeformt sind, in Kontakt mit der hinteren Wand des Verstärkergehäuses 1 gebracht werden.
  • In dem Ventilzylinder 10 befinden sich ein Ventilkolben 18, eine mit dem Ventilkolben 18 gekoppelte Eingabestange 20 sowie ein Steuerventil 38, das gemäß der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Eingabestange 20 umschaltet, um die Betriebskammern 2b und 3b entweder mit den Unterdruckkammern 2a und 3a oder mit der Atmosphäre in Verbindung zu bringen.
  • Der Ventilkolben 18 beinhaltet einen zylindrischen Kopplungsteil 18a, einen integral mit dem vorderen Bereich des zylindrischen Kopplungsteils 18a gebildeten Kolbenteil 18b sowie einen Lufteinführventilsitz 31, der integral mit dem hinteren Bereich des zylindrischen Kopplungsteils 18a ausgebildet ist. Ein sphärisches vorderes Ende 20a der Eingabestange 20 ist in das Innere des zylindrischen Kopplungsteils 18a eingepasst, und ein Teil 19 an dem zylindrischen Kopplungsteil 18a ist als Stopper verklemmt. Als Ergebnis ist die Eingabestange 20 schwenkbar mit dem Ventilkolben 18 verbunden.
  • Der Ventilzylinder 10 beinhaltet einen ersten Verbindungsweg 28a, der mit der vorderen 2a und der hinteren Unterdruckkammer 3a in Verbindung steht, einen zweiten Verbindungsweg 28b, der mit der vorderen 2b und der hinteren Betriebskammer 3b in Verbindung steht, eine erste Öffnung 29a, die mit dem ersten Verbindungsweg 28a in Verbindung steht und sich in dem Innenumfang des Ventilzylinders 18 öffnet, und eine zweite Öffnung 29b, die mit dem zweiten Verbindungsweg 28b in Verbindung steht und sich in dem Innenumfang des Ventilzylinders 10 vor der ersten Öffnung 29a öffnet. Ein ringförmiger Unterdruck-Einführventilsitz 30 ist an dem Innenumfang des Ventilzylinders 10 in dem mittleren Bereich der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung der ersten 29a und der zweiten Öffnung 29b ausgebildet. Ein zylindrischer Ventilkolben 18 ist gleitbar in dem vorderen Bereich des Ventilzylinders 10 eingepasst. Ein ringförmiger Lufteinführsitz 31 ist hinten an dem Ventilkolben 18 ausgebildet und durch den Unterdruck-Ventilsitz 30 umschlossen, um einen ringförmigen Weg 32 zu halten, der mit der zweiten Öffnung 29b kommuniziert. Ein Ventil 34 ist innerhalb des Ventilzylinders 10 vorgesehen und weist hin zu dem Unterdruck-Einführventilsitz 30 und dem Luft-Einführventilsitz 31, so dass es mit diesen Sitzen gemeinsam in Kontakt gebracht werden kann. Das Ventil 34 beinhaltet einen ringförmigen Ventilbereich 34a an seinem vorderen Ende, der zu dem Unterdruck-Einführventilsitz 30 und dem Luft-Einführventilsitz 30 hinweist, um diese Sitze 30 und 31 zu setzen, einen ringförmigen Anbring-Wulstbereich 34b am hinteren Ende sowie eine Membran 34 im mittleren Bereich, die die Bereiche 34a und b zusammenkoppelt, so dass diese in der axialer Richtung relativ verschoben werden können. Der Anbring-Wulstbereich 34b ist angebracht an dem vorderen Ende eines zylindrischen Ventilhalters 35, der in die in die Innenumfangsfläche des Ventilzylinders 10 an dessen hinterem Ende eingepasst ist, so dass das Ventil 34 an der Innenumfangsfläche des Ventilzylinders 10 angebracht ist. Eine Ventilfeder 36, die den Ventilbereich 34a in einer Richtung zwingt, in der er sich auf die Ventilsitze 30 und 31 setzt, ist sich zusammenziehend zwischen dem Ventilbereich 34a und der Eingabestange 20 vorgesehen.
  • Mit dem oben beschriebenen Aufbau bilden die Ventilsitz 30 und 31, das Ventil 34 und die Ventilfeder 36 das Steuerventil 38.
  • Ein einwärtiger Flansch 12a mit einem Lufteinführeinlass 39, der sich in der Mitte öffnet, ist integral am hinteren Ende des hinteren sich erstreckenden Zylinders 12 ausgebildet. Eine Stopperplatte 40 zum Definieren der Rückzugsgrenze der Eingabestange 20 in Kontakt mit dem Inneren des Flansches 12a ist befestigt an der Eingabestange 20, so dass sie in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung einstellbar ist. Die Eingabestange 20 ist in Richtung der Rücksetzgrenze durch eine Eingabe-Rückstellfeder 41 gezwungen, die durch einen Ventilhalter 35 gelagert ist.
  • Ein Luftfilter 42 ist angebracht an dem Innenumfang des hinteren Endes des Ventilzylinders 10. Durch den Luftfilter 42 hindurch ist der Innenumfang eines ersten Ventilsitzes 30a immer in Verbindung mit dem Luft-Einführeinlass 39. Der Luftfilter 42 ist so flexibel, dass die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Eingabestange 20 relativ zu dem Ventilzylinder 10 nicht behindert ist.
  • Der Ventilzylinder 10 ist stufenweise ausgebildet mit einer kleinen Zylinderöffnung 16a mit einem kleinen Durchmesser, einer mittleren Zylinderöffnung 16b mit einem mittleren Durchmesser und einer großen Zylinderöffnung 16c mit einem großen Durchmesser, und zwar in dieser Reihenfolge von der vorderen Endseite aus. Der Ventilkolben 18 ist gleitbar in die große Zylinderöffnung 16c eingepasst. Eine Verbindungsstufe 45 zwischen der mittleren 16b und der großen Zylinderöffnung 16c wird als Anschlag verwendet, mit welchem die vordere Endfläche des Kolbens 18b des Ventilkolbens 18 bei dem Kippvorgang in Kontakt gebracht wird.
  • Am vorderen Ende des Kolbenbereichs 18b sind ein ausgenommener Bereich 18c und eine Stützwelle 46 ausgebildet, die von der Mitte des Bodens des ausgenommenen Bereichs 18a hervorsteht. Die Stützwelle 46 beinhaltet einen Wellenbereich 46a mit großem Durchmesser als Basis sowie einen Wellenbereich 46b mit kleinem Durchmesser, der von dem distalen Ende des Wellenbereichs 46a mit dem großen Durchmesser hervorsteht. Ein Ansatz 47a einer Halterung 47, die innerhalb der mittleren Zylinderöffnung 16b positioniert ist, ist gleitbar in den Wellenbereich 46b mit dem kleinen Durchmesser eingepasst. Eine Schraubenfeder 48 ist zwischen der Halterung 47 und dem Boden des ausgenommenen Bereichs 18a des Kolbenbereichs 18b angebracht, während eine konstante Einstellbelastung auf die Feder 48 in der Richtung der Kontraktion aufgebracht wird.
  • Eine Unterlegscheibe 49 zum Stützen des vorderen Endes des Ansatzes 47a der Halterung 47 ist am distalen Ende des Wellenbereichs 46b mit dem kleinen Durchmesser angebracht. Um ein Entweichen der Unterlegscheibe 49 zu verhindern, ist ein Extensionsbereich 50 am distalen Ende der Welle 46b mit dem kleinen Durchmesser durch Verklemmen ausgebildet.
  • Der Ansatz 47a der Halterung 47 kann entlang des Wellenbereichs 46b mit dem kleinen Durchmesser zwischen einer Position, in welcher der Ansatz 47a durch die Unterlegscheibe 49 gelagert ist, und einer Position, in welcher der Ansatz das vordere Ende des Wellenbereichs 46a mit dem großen Durchmesser kontaktiert, gleiten. Der Gleitabstand a ist so gewählt, dass er geringfügig größer ist als der Abstand b zwischen dem Ventilkolben 18 und dem Stopper 45, wenn das Steuerventil 48 sich im neutralen Zustand befindet. Die Kontraktionsgrenze der Schraubenfeder 48 ist geregelt, wenn der Ansatz 47a der Halterung 47 das vordere Ende des Wellenbereichs 46a mit dem großen Durchmesser kontaktiert. Daher kontaktiert gemäß der Einstellung des Abstands a > b, wenn die Eingabestange 20 vorwärts bewegt wird, der Ventilkolben 18 den Stopper 45 des Ventilzylinders 10, bevor die Kontraktionsgrenze der Schraubenfeder 48 erreicht ist.
  • Der Abstoßkraftkolben 17, der das vordere Ende der Halterung 47 kontaktiert, ist gleitbar in die kleine Zylinderöffnung 16a eingepasst. Ein ausgenommener Bereich 51 zum Aufnehmen des distalen Endes der Stützwelle 46, wenn die Schraubenfeder 48 zusammengezogen ist, ist in dem hinteren Bereich des Abstoßkraftkolbens 17 ausgeformt.
  • Ein Betriebskolben 15 mit einem größeren Durchmesser als der Abstoßkraftkolben 17 ist im vorderen Ende des Ventilzylinders 10 ausgeformt, und die kleine Zylinderöffnung 16a ist geöffnet in der Mitte der vorderen Fläche des Betriebskolbens 15. Eine Schale 21 ist gleitbar über den Außenumfang des Betriebskolbens 15 hinüber gepasst. In der Schale 21 ist ein flacher flexibler Kolben 22 so eingebracht, dass er zu dem Betriebskolben 15 und dem Abstoßkraftkolben 17 hin weist. Wenn der Unterdruckverstärker B nicht betätigt wird, ist dann eine vorbestimmte Lücke g zwischen dem Abstoßkraftkolben 17 und dem flexiblen Kolben 22 definiert.
  • Der Betriebskolben 15, der Abstoßkraftkolben 17, der flexible Kolben 22, die Schraubenfeder 48 und die Schale 21 bilden zusammen einen Abstoßkraftmechanismus 24, der eine kombinierte Kraft auf die Ausgabestange 25 übermittelt, die besteht aus der Eingabe für die Eingabestange 20 und den durch die Verstärkerkolben 4 und 6 erzeugten Schubkräften.
  • Die Ausgabestange 25 steht von der Frontfläche der Schale 21 hervor und ist mit einem Kolben Nb in dem Brems-Masterzylinder M verbunden. Eine Halterung 26 ist auch so vorgesehen, dass sie die Schale 21 und die vordere Endfläche des Ventilzylinders 10 kontaktiert, und eine Ventilrückstellfeder 27 ist zusammengezogen zwischen der Halterung 26 und der vorderen Wand des Verstärkergehäuses 1 vorgesehen.
  • Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nun beschrieben.
  • Wie in 1 dargestellt, befindet sich, wenn der Unterdruckverstärker B in einem Ruhezustand ist, die Eingabestange 20 an der Rückzugsgrenze. Das Steuerventil 38 befindet sich in einem neutralen Zustand, wenn das Ventil 34 auf dem Luft-Einführventilsitz 31 und dem Unterdruck-Einführventilsitz 30 sitzt, so dass die Betriebskammern 2b und 3b nicht in Verbindung stehen mit den Unterdruckkammern 2a und 3b und dem Lufteinführeinlass 39. Durch ein solches Steuerventil 38 wird ein Unterdruck von einer Unterdruckquelle, der durch die Unterdruckeinführleitung 14 hindurch zugeführt wird, in den Unterdruckkammern 2a und 3a gespeichert, während ein Unterdruck, der geeignet mit Luft verdünnt ist, in den Betriebskammer 2b und 3b gehalten wird. Als Ergebnis wird eine geringe Vorwärtskraft, die durch einen geringfügigen Druckunterschied erzeugt wird, und zwar entweder zwischen der vorderen Unterdruckkammer 2a und der Betriebskammer 2b oder zwischen der hinteren Unterdruckkammer 3b und der Betriebskammer 3b, auf den vorderen 4 und den hinteren Verstärkerkolben 6 aufgebracht. Die Vorwärtskraft und die durch die Ventilrückstellfeder 27 ausgeübte Kraft sind so ausgeglichen, dass die Verstärkerkolben 4 und 6 in einer Position geringfügig vor der Rückzugsgrenze gehalten werden.
  • Wenn ein Fahrer eines Fahrzeugs auf das Bremspedal P tritt, um das Fahrzeug zu bremsen, und dann die Eingabestange 20 vorwärts bewegt wird, wird auch der Ventilkolben 18 vorwärts bewegt. Da die Verstärkerkolben 4 und 6 anfänglich unbeweglich sind, wird der Lufteinführventilsitz 31 von dem Ventil 34 durch Vorwärtsbewegen des Ventilkolbens 18 getrennt, und die zweite Öffnung 29b kommuniziert mit dem Luft-Einführeinlass 39 über den ringförmigen Verbindungsweg 32 und das Ventil 34. Als Ergebnis tritt Luft, die in den Ventilzylinder 10 durch den Luft-Einführeinlass 39 eingetreten ist, durch den Luft-Einführventilsitz 31 hindurch und wird rasch über die zweite Öffnung 29b in die Betriebskammer 2b und 3b eingeführt. So wird der Druck in beiden Kammern 2b und 3b so verstärkt, dass er höher ist als der in den Unterdruckkammern 2a und 3a, und auf der Grundlage dieser Druckdifferenz wird ein starker Vorwärtsschub erzielt. Als Ergebnis bewegen sich die Verstärkerkolben 4 und 6 zusammen mit dem Ventilzylinder 10 und dem Betriebskolben 15 mit einer guten Reaktion auf die Bewegung der Eingabestange 20 vorwärts gegen die durch die Ventilrückstellfeder 27 ausgeübte Kraft. Der Betriebskolben 15 treibt die Schale 21 über den flexiblen Kolben 22 an, d.h. beaufschlagt die Ausgabestange 25 vorwärts, um den Kolben Mb des Bremsmasterzylinder M anzutreiben. Demzufolge werden die einzelnen Radzylinder des Fahrzeugs betätigt, um so das Fahrzeug zu bremsen.
  • Wie es in 2 dargestellt ist, ist die vorbestimmten Lücke g anfänglich zwischen dem Abstoßkraftkolben 17 und dem flexiblen Kolben 22 ausgeformt. Wenn der flexible Kolben 22 durch die Abstoßkraft komprimiert wird, wenn die Ausgabestange 25 bewegt wird, tritt der flexible Kolben 22 teilweise in die kleine Zylinderöffnung 16a ein. Daher wird die von der Ausgabestange 25 zur Verfügung gestellte Abstoßkraft nicht auf die Eingabestange 20 übertragen, bis der Abstoßkraftkolben 17, der sich mit der Eingabestange 20 vorwärts bewegt, in Kontakt mit einem Teil des flexiblen Kolbens 22 gebracht wird. Die von der Ausgabestange 25 zur Verfügung gestellte Ausgabe zeigt die springende Kennlinie, die dramatisch ansteigt, wie durch die Linie a-b in 4 dargestellt, und eine nutzlose Lücke in dem Masterzylinder M oder einem Radzylinder, kann in einer frühen Stufe eliminiert werden.
  • Nachdem der Abstoßkraftkolben 17 den flexiblen Kolben 22 kontaktiert hat, wirken die auf den Betriebskolben 15 ausgeübte Schubkraft der Verstärkerkolben 4 und 6 sowie die von der Eingabestange 20 über den Ventilkolben 18 und die Schraubenfeder 48 auf den Abstoßkraftkolben 17 ausgeübte Niederdrückkraft (die Eingabe) des Fahrers auf das hintere Ende des flexiblen Kolbens 22 ein. Außerdem wirkt die Betriebsabstoßkraft der Ausgabestange 25 auf das vordere Ende des flexiblen Kolbens 22 ein, und ein Teil der Betriebskraft der Ausgabestange 25 wird über den flexiblen Kolben 22 auf die Eingabestange 20 übertragen.
  • Solange die Stärke der Eingabe bei der Eingabestange 20 geringer ist als die auf die Schraubenfeder 48 ausgeübte Einstellbelastung, wird, da die Eingabestange 20 und der Abstoßkraftkolben 17 ein einzelnes starres Element bilden, die Ausgabe bei der Ausgabestange 25 bei einem Kippverhältnis gesteigert, das in Übereinstimmung ist mit dem Verhältnis von Druck aufnehmenden Flächenbereichen des Betriebskolbens 15 und des Abstoßkraftkolbens 17, die gegen den flexiblen Kolben 22 anstoßen, wie durch die Linie b-c in 4 dargestellt. So fühlt der Fahrer geeignet die Größe der durch die Ausgabestange 25 erzeugten Ausgabe.
  • Wenn die Stärke der Eingabe bei der Eingabestange 20 die Einstellbelastung der Schraubenfeder 48 überschreitet, wird die Schraubenfeder 48 komprimiert und verformt zwischen dem Ventilkolben 18 und der Halterung 47, und demzufolge wird die Übertragung der Abstoßkraft von dem Abstoßkraftkolben 17 zu dem Ventilkolben 18 gedämpft. Daher wird das Kippverhältnis erhöht, und die Ausgabe durch die Ausgabestange 25 wird gesteigert, wie durch die Linie c-d in 4 angezeigt.
  • Wenn die Ausgabe den Kippgrenzpunkt d erreicht hat, an welchem der vollständig geöffnete Zustand des Luft-Einführventilsitzes 31 fortgesetzt wird, wie in 3 gezeigt ist, kontaktiert das vordere Ende des Ventilkolbens 18 den Stopper 45 des Ventilzylinders 10, und dann wird der Ansatz 47a der Halterung 47, der durch den Abstoßkraftkolben 17 nach hinten beaufschlagt wird, gegen den Wellenbereich 46a mit großem Durchmesser der Stützwelle 46 des Ventilkolbens 18 gepresst.
  • Daher ist die Ausgabekennlinie der Ausgabestange 25 von dem Sprungpunkt b bis zum Kippgrenzpunkt d ungefähr gleich der sekundären Kurve, die ideal ist für ein effektives Bremsen.
  • Nachdem der Kippgrenzpunkt d überwunden ist, wie angedeutet durch die Linie d-e in 4, ist die Ausgabe der Ausgabestange 25 die Summe der maximalen Schubkraft, erzeugt durch einen Druckunterschied zwischen der Verstärkerkolben 4 und 6, und der Stärke der Eingabe bei der Eingabestange 20.
  • Die Schraubenfeder 48 und die Halterung 47, die kleine Teile sind, sind an der Stützwelle 46 des Ventilkolbens 18 angepasst, gekoppelt mit der Eingabestange 20, und bilden zusammen mit der Eingabestange 20 eine Anordnung. Während der Montage des Unterdruckverstärkers B können daher die Schraubenfeder 48 und die Halterung 47 an vorbestimmten Positionen an dem Ventilzylinder 10 zur gleichen Zeit angebracht werden, zu der auch die Eingabestange 20 in den Ventilzylinder 10 eingebracht wird. Als Ergebnis kann eine effiziente Montage implementiert werden.
  • Bevor der flexible Kolben 22 angebracht wird, kann der kleine unabhängige Abstoßkraftkolben 17 von der vorderen Seite des Ventils 110 aus einfach in die kleine Zylinderöffnung 16a eingeführt werden.
  • Außerdem, da der ausgenommene Bereich 51, der das distale Ende der Stützwelle 46 zur Zeit der Kontraktion der Schraubenfeder 48 annimmt, in dem hinteren Ende des Abstoßkraftkolbens 17 ausgeformt ist. So ist eine zufriedenstellende Lastaufnahmelänge der Stützwelle 46 für den Einsatz 47a der Halterung 47 sichergestellt, und eine Interferenz mit der Stützwelle 46 und dem Abstoßkraftkolben 17 kann vermieden werden.
  • Außerdem ist die Schraubenfeder 48 zwischen der Halterung 47 und dem Boden des ausgenommenen Bereichs 18a in dem vorderen Ende des Ventilkolbens 18 angebracht, und ein Teil der Feder 48 befindet sich in dem ausgenommenen Bereich 18a. So kann die vergleichsweise lange Schraubenfeder 48 in dem schmalen Raum zwischen dem Ventilkolben 18 und der Halterung 47 vorgesehen werden, und die Federkonstante kann reduziert werden.
  • Wenn der Fahrer die Kraft von dem Bremspedal P nimmt, um das Bremsen des Fahrzeugs zu beenden, werden zunächst die Eingabestange 20 und der Ventilkolben 18 durch die durch die Eingaberückstellfeder 41 ausgeübte Kraft zurückgezogen. Gemäß diesem Vorgang bringt der Ventilkolben 18 das Ventil 34 dazu, sich heftig von dem Unterdruck-Einführventilsitz 30 zu trennen, während der Luft-Einführventilsitz 31 auf das Ventil 34 gesetzt wird. Daher können die Betriebskammern 2b und 3b mit den Unterdruckkammern 2a und 3a über die zweite Öffnung 29b, den ringförmigen Verbindungsweg 32 und die erste Öffnung 29a kommunizieren. Als Ergebnis wird das Eintreten von Luft in die Betriebskammern 2b und 3b hinein verhindert. Andererseits wird die Luft, die sich in den Betriebskammern 2b und 3b befindet, in der Unterdruckquelle V über die Unterdruckkammern 2a und 3a absorbiert, um so jeglichen Druckunterschied zu eliminieren. Und so wird, da die Verstärkerkolben 4 und 6 ebenfalls durch die Ventilrückstellfeder 27 zurückgezogen werden, der Betrieb des Masterzylinders M beendet.
  • Wenn die Eingabestange 20 bis zu einer Rückzuggrenze zurückgezogen wird, bei der die Stopperplatte 40 in Kontakt mit dem einwärtigen Flansch 12a des hinteren sich erstreckenden Zylinders 12 gebracht wird, wird der hintere Verstärkerkolben 6 temporär zu der Rückzugsgrenze zurückgeführt, wonach der Vorsprung 7a der hinteren Membran 7 in Kontakt mit der hinteren Wand des Verstärkergehäuses 1 gebracht wird. Dann wird, da der Unterdruckventilsitz 30 auf das Ventil 34 gesetzt ist und das Ventil 34 von dem Luft-Einführventilsitz 31 getrennt ist, die Luft wieder in die Betriebskammern 2b und 3b eingelassen. Da die Verstärkerkolben 4 und 6 sich aufgrund eines Luftdruckunterschieds, der durch die eingelassene Luft erzeugt wird, geringfügig vorwärts bewegen, wird außerdem der Unterdruckventilsitz 31 auch auf das Ventil 34 gesetzt, und so wird das Steuerungsventil 38 in seinen ursprünglich neutralen Zustand gebracht. Auf diese Art und Weise wird ein Unterdruck, der mit Luft verdünnt ist, in den Betriebskammern 2a und 3b gehalten, und der Unterdruckverstärker B wird so eingestellt, dass er sich in einem Ruhezustand befindet, wie in den 1 und 2 dargestellt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und kann auf verschiedene Art und Weise modifiziert werden, ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird. Beispielsweise kann der Unterdruckverstärker B ein solcher sein, der nur einen Verstärkerkolben verwendet. Außerdem brauchen die Stopperplatte 40 für die Eingabestange 20 und der einwärtige Flansch 12a des hinteren sich erstreckenden Zylinders 12 nicht verwendet zu werden, und wenn sich der Unterdruckverstärker B in einem Ruhezustand befindet, kann der Unterdruck-Einführventilsitz 30 offen gehalten werden, so dass die Betriebskammern 2b und 3b mit den Unterdruckkammern 2a und 3a kommunizieren.
  • Zusammenfassend wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wenn der Anschlag, der für den Ventilzylinder vorgesehen ist, das vordere Ende des Ventilkolbens hält, das Kippverhältnis weniger reduziert, und die Ausgabekennlinie der Ausgabestange kann sich der idealen sekundären Kurve für das Bremsen annähern. Als Ergebnis kann die Betätigbarkeit verbessert werden.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt können außerdem während des Montagevorgangs der Unterdruckverstärker, die kleine Schraubenfeder und die Halterung an dem Ventilzylinder an vorbestimmten Stellen zu der gleichen Zeit angebracht werden, zu der auch die Eingabestange in den Ventilzylinder eingebracht wird. Als Ergebnis kann eine effizienter Montagevorgang implementiert werden.

Claims (5)

  1. Unterdruckverstärker (B) mit: einem Verstärkermantel (1), einem innerhalb dieses Verstärkermantels (1) untergebrachten Verstärkerkolben (4, 6), welcher das Innere dieses Verstärkermantels (1) in eine vordere Unterdruckkammer (2a), die mit einer Unterdruckquelle (V) kommuniziert, sowie eine hintere Betriebskammer (3b) unterteilt, einem Ventilzylinder (10), der mit dem Verstärkerkolben (4, 6) kommuniziert, einem Ventilkolben (18), der in den Ventilzylinder (10) in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Ventilzylinders (10) gleitbar eingepasst ist, einer Eingabestange (20), die an einem vorderen Ende mit dem Ventilkolben (18) verbunden ist, einem Steuerventil (38), das die Verbindung der Betriebskammer mit der Unterdruckkammer und mit der Luft gemäß einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Eingabestange (20) umschaltet, einer Ausgabestange (25), die gleitbar in dem Ventilzylinder (10) eingepasst ist, und einem Abstoßkraftmechanismus (24), der zwischen dem Ventilzylinder (10), dem Ventilkolben (18) und der Ausgabestange (25) vorgesehen ist und folgendes beinhaltet: – einen flexiblen Kolben (22), der zwischen dem Ventilzylinder (10) und der Ausgabestange (25) vorgesehen ist, – einen Abstoßkraftkolben (17), der zu dem flexiblen Kolben (22) auf der der Ausgabestange (25) gegenüberliegenden Seite hin weist und einen kleineren Durchmesser hat als der flexible Kolben (22), und – eine Feder (48) zwischen dem Abstoßkraftkolben (17) und dem Ventilkolben (18), welche darauf in der Kontraktionsrichtung eine Einstellkraft ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (45) in dem Ventilzylinder (10) vorgesehen ist, um ein vorderes Ende des Ventilkolbens (18) zu stützen, bevor die Feder (48) ihre Kontraktionsgrenze erreicht.
  2. Unterdruckverstärker (B) nach Anspruch 1, weiter mit einer Lagerwelle (46), die von dem vorderen Ende des Ventilkolbens (18) aus hervorsteht, und einem mit der Lagerwelle (46) gekoppelten Halter (47), der entlang der Lagerwelle (46) mit einem vorbestimmten Hub gleitbar ist, wobei die Feder (48) zwischen dem Ventilkolben (18) und dem Halter (47) in zusammengedrücktem Zustand vorgesehen ist.
  3. Unterdruckverstärker (8) nach Anspruch 2, bei welchem der Ventilkolben (18) einen ringförmigen Kolbenbereich (18b) beinhaltet, dessen vorderes Ende mit dem Anschlag (45) in Kontakt gelangen kann, sowie einen ausgenommenen Bereich (18a), der einen Teil der Feder (48) aufnimmt, ausgeformt zwischen dem Kolbenbereich (18b) und der Lagerwelle (46).
  4. Unterdruckverstärker (B) nach Anspruch 2, bei welchem der Halter (47) einen Ansatzbereich (47a) beinhaltet, der die Lagerwelle (46) umgibt, sowie einen Flanschbereich, der mit einem Ende der Feder (48) in Kontakt gelangen kann.
  5. Unterdruckverstärker (B) nach Anspruch 2, bei welchem der Abstoßkraftkolben (17) einen ausgenommenen Bereich hat, der eine Endspitze der Lagerwelle (46) aufnimmt.
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