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TECHNISCHES
GEBIET
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Das
technische Gebiet dieser Erfindung ist ein Unterdruckbremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Servobremsunterstützungen,
die durch einen Differenzdruck betätigte Bremskraftverstärker verwenden,
sind Standard in der Automobilindustrie. Diese Bremskraftverstärker besitzen
typischerweise eine Membran, die eine Unterdruckkammer, die immer
offen zu einer Quelle eines Unterdrucks ist, wie er zum Beispiel
in einem Motoransaugkanal erzeugt wird, und eine Arbeitskammer,
die normalerweise mit Unterdruck versorgt wird, jedoch durch eine
Ventilvorrichtung gesteuert ist, die auf einen Bremspedalbetätigungseingang
anspricht, um Umgebungsdruck hereinzulassen und somit eine Bremskraftunterstützung durch
einen Differenzdruck über
die Membran bereitstellt, trennt. Es ist auch bekannt, in einigen Systemen
eine Vakuumpumpe vorzusehen, entweder anstelle der Motorunterdruckquelle
oder als eine Hilfe für
diese, um einen normal zugeführten
Unterdruck bereitzustellen. Beispiele solcher Systeme nach dem Stand
der Technik sind in der
US 5
526 729 und der
US 5
961 189 offen gelegt.
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Die
durch solche bekannten Unterdruckbremskraftverstärker bereitgestellte Bremsunterstützungskraft
ist nur eine Unterstützungskraft,
die der durch den Fahrer des Fahrzeugs über das Bremspedal bereitgestellten
Kraft hinzugefügt
wird. Die durch den Fahrer des Fahrzeugs aufgebrachte Kraft wird selbst
direkt durch die Verstärkervorrichtung übertragen
und auf den Hauptbremszylinder aufgebracht, unabhängig davon,
ob die Un terstützungsbremskraft durch
den Unterdruckbremskraftverstärker
erzeugt wird oder nicht. Somit können
Fahrzeuge, die mit solchen Unterdruckbremskraftverstärkern versehen sind,
selbst bei dem unwahrscheinlichen Auftreten eines Unterdruckverlusts
angehalten werden, was eine verringerte oder nicht vorhandene Bremskraft
erzeugt, obwohl eine verringerte Bremskraft in einem längeren Bremsweg
resultieren kann. Bremssysteme sind für ein sicheres Anhalten innerhalb
festgelegter Wege bei vorbestimmten Fahrzeugsgeschwindigkeiten,
selbst ohne Bremsunterstützung,
entworfen; diese Aufgabe ist jedoch für schwerere Fahrzeuge schwierig
und eine Quelle für
einen Hilfsunterdruck ist in manchen Fällen gewünscht, um sicherzustellen, dass
solch eine auf einem Unterdruck basierende Bremsunterstützungskraft
nicht verloren geht. Es ist das Ziel dieser Erfindung, eine unabhängige, kompakte,
leichte Hilfs-Unterdruckunterstützungsvorrichtung
bereitzustellen und insbesondere solch eine Vorrichtung, die direkt
an einem Unterdruckbremskraftverstärker montiert werden kann,
ohne die Notwendigkeit zusätzlicher
Unterdruckschläuche
und mit minimalen Anforderungen bezüglich einer zusätzlichen
externen elektrischen Verkabelung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
unabhängige
Zusatz-Unterdruckunterstützungseinheit
zur Verwendung mit einem Unterdruckbremskraftverstärker und
einer Unterdruckquelle in einem Kraftfahrzeug ist vorgesehen, wobei
der Unterdruckbremskraftverstärker
eine Unterdruckkammer und eine Arbeitsdruckkammer aufweist. Die Einheit
besitzt ein Gehäuse,
das eine Unterstützungs-Unterdruckkammer,
die eine Öffnung
mit einem für
eine Verbindung mit der Unterdruckkammer des Unterdruckbremskraftverstärkers ausgebildeten Verbindungsstück aufweist,
definiert und weiter eine Luftauslasskammer, die eine Öffnung mit
einem für eine
Verbindung mit der Unterdruckquelle ausgebildeten Verbindungsstück aufweist,
definiert. Die Unterstützungs-Unterdruckkammer
und die Luftauslasskammer sind durch eine Wand getrennt, die eine erste Öffnung mit
einem ersten Ventil für
unidirektionalen Durchfluss, das einen Luftstrom nur von der Unterstützungs-Unterdruckkammer
zu der Luftauslasskammer zulässt,
aufweist. Ferner ist eine elektromotorbetriebene Luftpumpe in dem
Gehäuse
mit einem Einlass von der Unterstützungs-Unterdruckkammer und
einem Auslass zu der Luftauslasskammer vorgesehen. Die Luftpumpe
ist einem zweiten Ventil für
unidirektionalen Durchfluss zugehörig, das einen Luftstrom durch
die Luftpumpe nur von der Unterstützungs-Unterdruckkammer zu
der Luftauslasskammer zulässt.
Eine elektrische Platine innerhalb der Unterstützungs-Unterdruckkammer ist
vorgesehen und weist einen Hall-Effekt-Sensor daran auf, um ein Magnetfeld
eines dem Sensor benachbarten Magneten zu erfassen, und weist ferner
einen Steuerkreis daran auf, der auf den Hall-Effekt-Sensor anspricht, um
den Betrieb der elektromotorbetriebenen Luftpumpe zu steuern. Das
Gehäuse
besitzt auch eine Öffnung
von der Unterstützungs-Unterdruckkammer zu
einer Luftquelle mit Umgebungsdruck, wobei die Öffnung durch eine elastische
Membran geschlossen ist. Ein Kolben wird durch die Membran für eine axiale
Bewegung mit dieser auf Grund von Druckänderungen über diese betätigt; und
ein Permanentmagnet ist an dem Kolben benachbart des Hall-Effekt-Sensors
befestigt. Der Permanentmagnet erzeugt ein durch den Hall-Effekt-Sensor
erfasstes Magnetfeld und der Hall-Effekt-Sensor spricht auf dieses an,
um ein Signal zu erzeugen, das sich mit der Position des Permanentmagneten
und somit des Drucks über
die Membran ändert.
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Die
Einheit ist unabhängig,
wobei der Motor, die Pumpe, Fluidströmungskanäle, Rückschlagventile, der Drucksensor
und die Elektronik sich alle für
ein kompaktes Packaging innerhalb eines beengten Fahrzeugmotorraums
innerhalb des Gehäuses
befinden, und leicht von Ge wicht zum Vorteil im Kraftstoffverbrauch
und zum Schutz der Teile vor Schmutz und Feuchtigkeit aus der Umgebung.
In der Einheit umfasst der Drucksensor einen Hall-Effekt-Sensor
für beträchtliche
Kostenersparnisse und der Hall-Effekt-Sensor ist an einer Platine
innerhalb der Unterstützungs-Unterdruckkammer
zusammen mit den membranbetätigten
Kolben und Magneten für
einen maximalen Schutz und eine vorteilhafte Konstruktion montiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Magnet in Bezug auf den Kolben axial einstellbar und in
Kalibration für
eine minimale Temperaturschwankung des Motorpumpen-Motorschaltpunkts eingestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird
der Kolben durch die Platine geführt,
um einen spezifischen Normalabstand von dem Hall-Effekt-Sensor in axialer Bewegung aufrecht
zu erhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine getrennte
Einstellung für
eine bevorzugte Federvorspannung an dem Kolben vorgenommen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Einheit mit einem Verbindungsstück für eine direkte Verbindung mit
der Unterdruckkammer des Verstärkers
verbunden, um einen Verbindungsschlauch dazwischen zu eliminieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform
wirkt das der Luftpumpe zugehörige
Rückschlagventil
auf den Luftauslass der Pumpe, um einen Druckabfall zu erzeugen,
der den Wirkungsgrad der Pumpe erhöht. In einer bevorzugten Ausführungsform,
in der die Einheit direkt an dem Verstärker befestigt ist, ist die
Einheit mit zwei Geräuschdämmungsniveaus
von dem Verstärker
versehen, mit einer gedämmten
Montage des Motors innerhalb des Gehäuses und Dämmungskissen an den Montagewinkeln
zum Anbringen des Verstärkers.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Fahrzeugbremsanlage mit einer
unabhängigen Zusatz-Unterdruckunterstützungseinheit
gemäß der Erfindung.
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2 ist
eine schematische Darstellung des Unterdruck-Versorgungssystems der Fahrzeugbremsanlage
von 1.
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3 ist
eine Aufrissansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer unabhängigen Zusatz-Unterdruckunterstützungseinheit
gemäß der Erfindung,
die an einem Bremskraftverstärker
montiert ist.
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4 ist
eine Längsschnittansicht
der Unterdruckunterstützungseinheit
von 3.
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5 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
von der umgekehrten Richtung eines Verteilergehäuses der Unterdruckunterstützungseinheit
von 3 und 4.
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6 ist
eine Schnittansicht entlang der Linien 6-6 in 5.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht der Unterdruckunterstützungseinheit
von 3–6.
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8 ist
eine Schnittansicht der Drucksensorvorrichtung in der Unterdruckunterstützungseinheit
von 3–7.
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9 ist
eine Ansicht entlang der Linien 9-9 in 8.
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10 ist
ein Graph, der die Ausgangsspannung als eine Funktion der Magnetposition
an der temperaturunabhängigen
Achse des Hall-Effekt-Sensors bei verschiedenen Temperaturen für den Sensor von 9 zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter
Bezugnahme auf 1 umfasst ein Kraftfahrzeug,
allgemein mit 10 bezeichnet, eine primäre Unterdruckquelle 12,
die typischerweise ein Luftansaugkanal eines Fahrzeugmotors ist,
alternativ aber auch eine motorbetriebene Vakuumpumpe sein könnte. Ein
Fahrzeug-Servobremssystem
umfasst einen Bremskraftverstärker 20,
der eine Eingangs-Bremsbetätigungskraft
von einem Bremspedal 22 empfängt und die Betätigungskraft
zu einem Hauptbremszylinder 24 und somit zu einer oder
mehreren Fahrzeugbremseinheiten 21 durch eine Ventil- und
Arbeitskolbenvorrichtung 25 mit bekanntem Aufbau auf normale
Weise überträgt. Ein
Abschnitt des Körpers
des Verstärkers 20 ist
durch eine Membran 26 in eine Unterdruckkammer 27 und
eine Arbeitskammer 28 unterteilt, um einen Differenzdruckaktuator
zu erzeugen. Die Unterdruckkammer 27 ist mit einer Unterdruckquelle 12 durch
eine Leitung 14 und eine Unterdruckunterstützungseinheit 30 verbunden. Die
Einheit 30 enthält
eine elektromotorbetriebene Pumpen- und Rückschlagventilvorrichtung,
die unten stehend beschrieben ist, um eine Unterdruckversorgung
für die
Unterdruckkammer 27 sicherzustellen; und ein im Wesentlichen
konstanter Unterdruckniveau relativ zum Umgebungsdruck wird in der
Unterdruckkammer 27 normalerweise durch die Unterdruckquelle 12,
falls erforderlich jedoch durch die Unterstützungseinheit 30 aufrecht
erhalten. Die Arbeitskammer 28 ist durch eine Mehrfachventil-Vorrichtung,
nicht gezeigt, gesteuert, um den zugeführten Unterdruck normal aufrecht
zu erhalten, wenn das Bremspedal 22 nicht betätigt ist,
aber Umgebungsluft in Ansprechen auf eine Betätigung des Bremspedals 22 einzulassen,
um einen Druck an der Membran 26 nach links in 1 bereitzustellen.
Dieser Druck wird durch die Membran 26 durch eine nicht
gezeigte Vorrichtung als eine Ausgangs-Bremsunterstützungskraft
an den Hauptbremszylinder 24 übertragen. Die nicht gezeigten
Teile des Bremskraftverstärkers 20 sind
standardmäßig in Bezug
auf Aufbau und Betrieb, deren Details im Stand der Technik gut bekannt
und unerheblich für
die Erfindung sind. Beispiele sind in dem US Patent Nr. 3 249 021
an Wuellner und dem US Patent Nr. 4 069 742 an Gephart et al. wie
auch in vielen anderen zu finden.
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Die
Unterdruckunterstützungseinheit 30 ist
in 3 in ihrer bevorzugten Position, direkt an dem Verstärker 20 angebracht
gezeigt. Die Einheit wird mit Hilfe eines oder mehrerer Montagewinkel/s 32 angebracht,
auf Gewindebolzen 34 zusammengesetzt und mit Muttern 36 fest
daran gehalten. Gummidämmungselemente 38 können zwischen
den Montagewinkeln 32 und der Körpereinheit 30 verwendet
werden, um die Übertragung
von Motor- und Pumpengeräuschen
von der Einheit 30 zu dem Verstärker 20 zu reduzieren.
Die Bolzen 34 können
direkt an das Gehäuse
des Verstärkers 20 geschweißt sein;
und zwei solcher Bolzen sorgen für
einen ausreichenden Halt, wobei ein dritter Haltepunkt für ein Verbindungsstück 40 vorgesehen
ist, das für
eine fluidmäßige Verbindung
von der Einheit 30 direkt in den Verstärker 20 hinein sorgt,
ohne die Notwendigkeit eines Unterdruckschlauchs dazwischen. Ein
weiteres Verbindungsstück 42 nimmt
die Leitung 14 auf und verbindet die Einheit 30 mit
der Unterdruckquelle 12. Ein elektrischer Verbinder 44 ist
für eine
Verbindung elektrischer Vorrichtungen und Schaltungen innerhalb
der Einheit 30 mit einem Fahrzeugverkabelungs-Kabelbaum
vorgesehen.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung der Einheit 30 und ihrer
Unterdruckverbindungen mit der Quelle 12 und dem Verstärker 20.
Der Verstärker 20 ist
durch ein Verbindungsstück 40 der
Einheit 30 mit einer Unterdruckunterstützungskammer 80 verbunden,
die einen integrierten Drucksensor 81 für einen Unterdruck innerhalb
der Kammer relativ zu der Umgebung umfasst. Die Unterdruckunterstützungskammer 80 ist über ein
Rückschlagventil 93 mit
einer Luftauslasskammer 72 verbunden, so dass Luft nur von
der Kammer 80 zu der Kammer 72 strömt. Die Luftauslasskammer 72 ist über ein
Verbindungsstück 42 der
Einheit 30 und die Leitung 14 mit der Unterdruckquelle 12 verbunden.
Die Unterdruckunterstützungskammer 80 ist
auch mit dem Lufteinlass einer Pumpe 62 verbunden; und
der Luftauslass der Pumpe 62 ist über ein Rückschlagventil 99 mit
der Luftauslasskammer 72 verbunden. Die Pumpe 62 kann somit
Luft nur von der Kammer 80 zu der Kammer 72 pumpen.
Der Motor 60 ist elektrisch in Serie mit einem Schalter 79 über eine
Spannung + V verbunden und treibt mechanisch die Pumpe 62 an,
wenn der Schalter in eine geschlossene Position betätigt wird. Der
Schalter 79 spricht auf den Sensor 81 an, um zu schließen, wenn
der erfasste Unterdruck innerhalb der Unterstützungskammer 80 und
somit innerhalb der Unterdruckkammer 27 des Verstärkers 20 unter ein
vorbestimmtes gewünschtes
Minimalniveau fällt. Der
Schalter 79 ist vorzugsweise ein Halbleiterschalter in
einem Schalter-Steuerkreis auf der Platine 74, wobei die
Schaltung auf den Ausgang des Sensors 81 anspricht und
höchstwahrscheinlich
einen programmierten Mikroprozessor enthält.
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Die
Unterdruckunterstützungseinheit 30 ist
in 4 im Querschnitt und in 7 perspektivisch
gezeigt. Ein Gehäuse
für die
Einheit 30 umfasst drei Teile: ein Motor-/Pumpengehäuse 50,
ein Verteilergehäuse 52 und
eine Endkappe 54. Das Motor-/Pumpengehäuse 50, vorzugsweise
aus Aluminium oder Stahl, möglicherweise
aber auch aus einem thermoplasti schen Kunststoff, enthält einen
Elektromotor 60 und eine Luftpumpe 62, in dieser
Ausführungsform als
Flügelpumpe
gezeigt, die derart ausgebildet ist, dass sie von dem Motor 60 angetrieben
wird. Ein offenes axiales Ende 64 des Motor-/Pumpengehäuses 50 ist
mit einer O-Ringdichtung und einem Dämmungselement 66 an
einer axialen Seite 65 des Verteilergehäuses 52 befestigt.
Das Element 66 trennt geringfügig die Gehäuse 50 und 52 für eine Geräuschdämmung des
Motors 60, der an seinem entgegengesetzten Ende in dem
Gehäuse 50 durch
ein Geräuschdämmungselement 56,
typischerweise aus Gummi oder einem ähnlichen Vibrationen aufnehmendem
Material getragen. Die Endkappe 54 aus einem thermoplastischen
Kunststoffmaterial wird an der entgegengesetzten axialen Seite 67 des
Verteilergehäuses 52 in
einer Verbindung befestigt, die ebenfalls abgedichtet ist. Ein inneres
Teilungselement 70, das im Inneren an dem Verteilergehäuse befestigt
ist, hilft bei der Erzeugung einer Wand, die das Innere des Verteilergehäuses 52 und
die Endkappe 54 in eine Luftauslasskammer 72 und
eine Unterstützungs-Unterdruckkammer 80 teilt.
Die Luftauslasskammer 72 ist durch eine Öffnung 73 zu
dem Verbindungsstück 42 offen
ist. Die Endkappe 54 umfasst eine Platine 74,
die daran an einer Vielzahl von Bolzen 75 befestigt ist,
so dass sie innerhalb der Unterstützungs-Unterdruckkammer 80 enthalten
ist. Die Endkappe 54 umfasst ferner ein integriertes Verbinder-Verbindungsstück 76,
durch welches elektrische Verbindungsanschlüsse 77 ragen, von
denen ein Ende mit einer Schaltung an der Platine 74 innerhalb der
Unterstützungs-Unterdruckkammer 80 verbunden
ist, und von denen ein anderes Ende aus der Einheit 30 für eine Verbindung
mit einem Fahrzeugverkabelungs-Kabelbaum
herausragt. Die Endkappe 54 umfasst ferner einen Drucksensorgehäuseabschnitt 78,
der eine Differenzdruckmembran und einen magnetbestückten Kolben
zur Verwendung mit einem an der Platine 74 montierten Hall-Effekt-Sensor 110 beherbergt.
Die Druckerfassungsanordnung ist in größerem Detail unter Bezugnahme
auf 8 beschrieben.
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Das
Verteilergehäuse 52 ist
in 6 in vergrößertem Schnitt
von der gegenüberliegenden
Seite in 5 betrachtet und in einem Schnitt
normal zu dem der 5 gezeigt. Das Verteilergehäuse 52 aus einem
thermoplastischen Kunststoffmaterial umfasst einen schalenförmigen äußeren Hauptabschnitt 82 mit
einer Wand 83 an einem axialen Ende und offen an dem entgegengesetzten
axialen Ende. Eine weitere Wand 84 erstreckt sich allgemein
axial von der Wand 83 in Richtung des offenen Endes und
definiert eine Aufnahme 85 für das innere Teilungselement 70, das
abgedichtet darin fixiert ist, um die Luftauslasskammer 72 zu
erzeugen. Ein axialer Vorsprung 90 ragt von der Wand 83 in
Richtung des offenen Endes des Gehäuses 52 vor und steht
mit einem axialen Vorsprung 91, der in der entgegengesetzten
Richtung von dem Teilungselement 70 vorragt, in Eingriff. Ein
Ventilsitz 92 ist an der Oberfläche des Teilungselements 70 ausgebildet
und umgibt den Vorsprung 91; und ein bewegliches Ventilelement 93 ist
benachbart des Ventilsitzes 92 gehalten, um eine oder mehrere Öffnung/en 94 zu
schließen,
wenn der Druck in der Luftauslasskammer 72 den in der Unterstützungs-Unterdruckkammer 80 übersteigt.
Eine Öffnung 73 ist
von der Luftauslasskammer 72 zu dem Verbindungsstück 42 und
somit durch die Leitung 14 zu der Unterdruckquelle 12 vorgesehen.
Die Elemente 90–94 definieren
ein Rückschlagventil,
das automatisch den Unterdruck der Unterdruckquelle 12 auf die
Unterstützungs-Unterdruckkammer 80 aufbringt.
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Eine ähnliche
Anordnung, jedoch an der entgegengesetzten Seite der Luftauslasskammer 72 sieht
in Eingriff stehende Vorsprünge 96 von
dem Teilungselement 70 und 97 von der Wand 83 vor,
wobei ein Ventilsitz 98 in der Oberfläche der Wand 83 den Vorsprung 97 umgibt
und ein bewegliches Ventilelement 99 benachbart des Ventilsitzes 98 gehalten
ist, um eine oder mehrere Öffnung/en 100 durch
die Wand 83 zu schließen,
wenn der Druck in der Luftauslasskammer dem an der anderen Seite
der Wand 83 übersteigt.
Eine kurze kreisförmige
Wand 101 ragt von der Seite der Wand 83 gegenüber der
Luftauslasskammer 72 vor und ist mit einer Kreisnut 102 versehen,
um den Dichtungs-O-Ring 66 aufzunehmen (in 4 gezeigt).
Die Öffnungen 100 sind
abdichtend mit dem Luftauslass der Pumpe 62 verbunden, wobei
der Lufteinlass der Pumpe 62 mit der Unterstützungs-Unterdruckkammer 80 durch
eine Öffnung 114 verbunden
ist (in 6 gezeigt). Die Elemente 96–100 definieren
somit ein Rückschlagventil,
das automatisch den durch die Pumpe 62 erzeugten Unterstützungs-Unterdruck
auf die Unterdruckkammer 80 aufbringt, die somit bei dem
größeren des
Unterdrucks von der Unterdruckquelle 12 und des durch die
Pumpe 62 erzeugten Unterdrucks gehalten wird. Die Unterstützungs-Unterdruckkammer 80 ist
durch eine Öffnung 105 in
dem äußeren Abschnitt 82 des Verteilergehäuses 52 und
dem Verbindungsstück 40 zu
der Unterdruckkammer 27 des Verstärkers 20 offen, die
somit bei dem selben Unterdruckniveau gehalten wird. Darüber hinaus
sorgt die Anordnung des das Rückschlagventil
umfassenden Elements 99 in dem Auslassweg der Pumpe 62 für einen
geringen Druckabfall, der den Pumpenwirkungsgrad verbessert, und
trägt somit
zu der Kompaktheit der Einheit 30 bei.
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Die
Drucksensoranordnung ist in den 8 und 9 gezeigt.
Eine zylindrische Ausnehmung 120 ist in dem Sensorverbindungsstück 78 der
Endkappe 54 vorgesehen. Die Ausnehmung 120 ist
zu der Unterstützungs-Unterdruckkammer 80 an
ihrem inneren Ende und durch eine Öffnung 122 mit der Umgebung
an ihrem entgegengesetzten Ende offen. Eine elastische Membran 124 benachbart
der Öffnung 122 verhindert
eine fluidmäßige Verbindung zwischen
der zylindrischen Ausnehmung 120 und der Umgebung und ist
einem Differenzdruck gleich dem Unterdruckniveau relativ zu der
Umgebung in der Unterstützungs-Unterdruckkammer 80 unterworfen.
Ein Kolben 130 ist in der zylindrischen Ausnehmung 120 für eine axiale
Bewegung darin angeordnet. Der Kolben 130 weist einen die
Membran berührenden
Kopf 132 an dem Ende benachbart der Membran 124 und
ein entgegengesetztes axiales Ende 134, das in die Unterdruckunterstützungskammer 80 und
durch eine Führungsöffnung 126 in
der Platine 74 vorragt, auf. Die Membran 124 ist
vorzugsweise eine Rollmembran, um Spannungseffekte in dem eingeklemmten
Abschnitt der Membran zu eliminieren oder zu reduzieren. Ein Permanentmagnet 140 ist
an einem Ende 134 des Kolbens 130 in einer axial
einstellbaren Weise wie z. B. durch Montieren an einer Flachkopfschraube 136,
die geschraubt in eine axiale Öffnung 138 an
dem Ende 134 des Kolbens 130 eingesetzt wird,
montiert. Selbstverständlich
bestehen der Kolben 130, die Schraube 136 und
die anderen Teile in der Nähe
des Magneten 140 aus geeigneten nicht magnetischen Materialien.
Der Magnet 140 ist axial magnetisiert, wobei der Nord-
und der Südpol sich
an entgegengesetzten axialen Enden davon befinden. Der Kolben 130 ist
aus der Kammer 80 heraus in Eingriff mit der Membran 124 durch
eine Schraubenfeder 142, die gegen ein Federbasiselement 144,
das innerhalb der zylindrischen Ausnehmung 120 schraubverstellbar
sein kann und eine dadurch verlaufende Öffnung 246 für den Kolben 130 aufweist,
wirkt, vorgespannt. Das Federbasiselement 144 kann während des
Zusammenbaus der Einheit 30 positionell eingestellt werden,
um eine gewünschte
Federvorspannung bereitzustellen; und Öffnungen 148 können für das Einsetzen
eines Werkzeugs vorgesehen sein, bevor die Platine 74 angeordnet
wird, um das Federbasiselement 144 für solch eine Einstellung zu
drehen. Die Vorspannung sollte so eingestellt werden, dass sie ausreicht,
um eine Bewegung des Kolbens durch andere Kräfte als einen Differenzdruck über die
Membran 124 zu verhindern, aber ausreichend niedrig, um
ein Ansprechen des Kolbens auf den gewünschten erfassten Minimaldruck über die
Membran 124 zuzulassen, wie es für den Fachmann bekannt ist.
Die Membran 124, der Kolbenkopf 132 und der Magnet 140 sind
in einer äußersten
Position in Volllinien und in einer weiteren äußersten Position in Strichlinien
gezeigt.
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Eine
wichtige Überlegung
des Druckerfassungssystems besteht in seiner Temperaturempfindlichkeit.
Das Druckerfassungssystem wird im Wesentlichen als ein Schalter
verwendet, um den Motor 60 einzuschalten und somit die
Pumpe 62 anzutreiben, wenn ein erfasster Unterdruck in
der Unterstützungs-Unterdruckkammer 80,
der im Wesentlichen der gleiche wie der in der Unterdruckkammer 27 des Verstärkers 20 ist,
unter ein vorbestimmtes Niveau fällt,
um dieses Niveau als ein Minimum aufrecht zu erhalten, selbst wenn
die Unterdruckquelle 12 gestört ist. Der Hall-Effekt-Sensor 110 ist
ein temperaturempfindliches Element, das einen Spannungsausgang
für eine
gegebene relative Position des Magneten 140 erzeugt. Somit
wird die Ausgangsspannung des Hall-Effekt-Sensors 110 sowohl
mit der Temperatur wie auch der axialen Position des Magneten 140 variieren.
Der Hall-Effekt-Sensor 110 definiert jedoch eine bestimmte
Position, die als die temperaturinvariante Achse 115 bezeichnet
werden kann, bei der die Spannung unabhängig von der Temperatur ist.
In dem Graph von 10, der die Beziehung zwischen der
axialen Position des Magneten und der Ausgangsspannung des Hall-Effekt-Sensors 110 bei
verschiedenen Temperaturen zeigt, ist diese temperaturunabhängige Achse
durch den Punkt 117 an der horizontalen Achse des Graphen
dargestellt. In der Herstellung wird, nachdem die Federvorspannung
eingestellt wird (falls sie eingestellt wird), der gewünschte minimale
Versorgungsunterdruck über
die Membran aufgebracht; und die Schraube 136 wird gedreht,
um den Magneten axial einzustellen, bis die gewünschte temperaturunabhängige Spannung
ausgegeben wird. Diese Spannung ist im Wesentlichen die Mittelpunktsausgangsspannung
des Hall-Effekt-Sensors, bei der sich die erfasste magnetische Polarität umkehrt,
und ist durch den Punkt 118 der vertikalen Achse des Graphen
dargestellt. Die zwei Punkte definieren einen Betriebspunkt 116,
durch den mehrere Betriebslinien verlaufen. Die Linien weisen geringfügig verschiedene
Anstiege auf, da sie unterschiedlichen Betriebstemperaturen entsprechen;
sie alle verlaufen aber durch den Punkt 116. Sobald diese
Kalibration erfolgt ist, ist die Temperaturverschiebung im Wesentlichen
entfernt; und ein minimaler gewünschter Versorgungsunterdruck
wird gleichmäßiger bereitgestellt,
unabhängig
von der Temperatur.
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6 zeigt
eine Öffnung 112 in
der Wand 83 des Verteilergehäuses 52, die die Unterstützungs-Unterdruckkammer 80 mit
dem Inneren des Motor-/Pumpengehäuses 50 verbindet,
so dass elektrische Verbindungen, nicht gezeigt, zwischen dem Motor 60 und
der Platine 74 innerhalb der Kammer 80 vorgesehen
sein können.
Somit sind alle elektrischen Vorrichtungen in der Einheit 30 mit
dem Motor 60, dem Sensor 81 und der Platine 74 in
einer Unterdruckumgebung gehalten, die wiederholt und fortgesetzt
von Verunreinigungen und Korrosion verursachender Feuchtigkeit freigepumpt
wird, wann immer das Fahrzeug in Betrieb ist, unabhängig davon,
ob der Unterdruck durch die Pumpe 62 oder die Unterdruckquelle 12 bereitgestellt
wird.