DE60215752T2

DE60215752T2 - Ventilvorrichtung für Bremskraftverstärker

Info

Publication number: DE60215752T2
Application number: DE60215752T
Authority: DE
Inventors: c/o Bosch Atom. Syst. Corp. Nobuyuki Higashimatsuyama-Shi Yamashita
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: US6742437B2; EP1304273B1; DE60215752D1; US20030075039A1; KR100853650B1; EP1304273A2; EP1304273A3; JP3785985B2; KR20030035884A; JP2003127851A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker, wie er etwa in einer Bremse eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann.
Ein herkömmlicher Bremskraftverstärker umfasst im Allgemeinen einen Ventilkörper, der gleitend in einem Gehäuse angeordnet ist, eine Kammer mit konstantem Druck und eine Kammer mit variablem Druck, welche entlang eines am Ventilkörper befestigten Kraftkolben definiert sind, sowie einen Ventilmechanismus, der im Inneren des Ventilkörpers zum Schalten eines Durchflusswegs angeordnet ist. Der Ventilmechanismus umfasst einen ringförmigen Vakuumventilsitz, einen gleitend im Inneren des Ventilkörpers angebrachten Ventilstößel, einen ringförmigen, auf dem Ventilstößel ausgebildeten Atmosphärenventilsitz, ein Ventilelement, das zum Sitzen auf dem Vakuumventilsitz und dem Atmosphärenventilsitz angepasst ist, einen Durchlass mit konstantem Druck, der in Kommunikation mit einem sich radial außerhalb eines Vakuumventils befindlichen Hohlraum steht, wo der Vakuumventilsitz in Kontakt mit dem Ventilelement steht, einen Atmosphärendurchlass, der mit einem sich radial innerhalb eines Atmosphärenventils positionierten Hohlraum kommuniziert, und einen Durchlass mit variablem Druck, der in Kommunikation mit einem zwischen dem Vakuumventil und dem Atmosphärenventil angeordneten Hohlraum steht.
Wenn der in der oben erwähnten Art und Weise hergestellte Bremskraftverstärker sich im Außerbetriebszustand befindet, nimmt das Ventilelement auf dem Atmosphärenventilsitz, der auf dem Ventilstößel zum Verschließen des Atmosphärenventils ausgebildet ist, eine Sitzposition ein, wodurch die Kommunikation zwischen dem Atmosphärendurchlass und dem Durchlass mit variablem Druck unterbrochen wird, während das Ventilelement vom Vakuumventilsitz zum Öffnen des Vakuumventils zur Ermöglichung der Kommunikation des Durchlasses mit konstantem Druck mit dem Durchlass mit variablem Druck entfernt wird. Unter dieser Voraussetzung kommunizieren die Kammer mit konstantem Druck und die Kammer mit variablem Druck, die entlang des Kraftkolbens des Bremskraftverstärkers definiert sind, miteinander über den Durchlass mit konstantem Druck und den Durchlass mit variablem Druck und demgemäß ist entlang des Kraftkolbens keine Druckdifferenz vorhanden, wodurch der Ventilkörper und der Ventilstößel in Ruhestellung in ihren Außerbetriebszuständen verbleiben.
Demgegenüber wird das Ventilelement, wenn der Bremskraftverstärker betätigt wird, vom Atmosphärenventilsitz entfernt, der auf dem Ventilelement zur Öffnung des Atmosphärenventilsitzes ausgebildet ist, wodurch es dem Atmosphärendurchlass ermöglicht wird, mit dem Durchlass mit variablem Druck zu kommunizieren, während das Ventilelement in eine Sitzposition auf dem Vakuumventilsitz zum Verschließen des Vakuumventils zur Unterbrechung der Kommunikation zwischen dem Durchlass mit konstantem Druck und dem Durchlass mit variablem Druck gebracht wird. Unter dieser Voraussetzung kommuniziert der Durchlass mit variablem Durch, der hinter dem Kraftkolben des Bremskraftverstärkers definiert ist, mit der Atmosphäre über den Durchlass mit variablem Druck und dem Atmosphärendurchlass, wodurch eine Druckdifferenz auf den Kraftkolben wirkt, um den Ventilkörper nach vorne zu bewegen.
Der beschriebene Bremskraftverstärker führt einen Bremskraftverstärkungsvorgang durch, indem der Ventilmechanismus in einer derartigen Art und Weise betrieben wird, dass eine am Bremspedal angelegte Eingangsleistung und eine Reaktion des Hauptzylinders ausgeglichen wird. Wenn jedoch eine Reaktion des Hauptzylinders während der Anfangsphase der Bremsbetätigung gering ausfällt, wird ein Servoausgleichszustand des Ventilmechanismus bei Verschließen des Vakuumventils und des Atmosphärenventils instabil und bewirkt unangenehme Nebeneffekte, wie etwa das Entstehen von Schwingungen und ungewöhnlicher Geräusche.
Wenn die Reaktion des Hauptzylinders in Bezug auf die Größenordnung gesehen gering ausfällt, ist im Besonderen auch die Kraft gering, die in einer Richtung wirkt, um das Atmosphärenventil zu schließen, wodurch das Atmosphärenventil nicht sofort verschlossen werden kann, was den Eintritt überschüssiger Atmosphäre in die Kammer mit variablem Druck ermöglicht. Dies führt zu einer Öffnung des Vakuumventils, wenn das Atmosphärenventil erfolgreich verschlossen wurde, da der Ventilmechanismus daraufhin eine Tendenz zum Ausgleichen als Antwort auf die Reaktion des Hauptzylinders und die Eingangsleistung des Bremspedals aufweist, da die Reaktion im Verhältnis zur Eingangsleistung relativ stark ausfällt.
Dieses Problem betrifft auch den Hauptzylinder. Seit kurzem gibt es etwa ein Bremssystem, in dem eine Bremsflüssigkeit von einem Behälter durch eine Flüssigkeitsdruckkammer eines Hauptzylinders eingeführt wird, um einen Bremsdruck zu erzeugen, wenn der Hauptzylinder sich im Außerbetriebszustand befindet. In einer Konstruktionsweise umfasst ein derartiges Bremssystem einen breiten Durchlass zwischen der Flüssigkeitsdruckkammer des Hauptzylinders und dem Behälter, um den raschen Abfluss der Bremsflüssigkeit aus dem Behälter zu ermöglichen.
Mithilfe eines derartigen Hauptzylinders kann solange kein Flüssigkeitsdruck in der Flüssigkeitsdruckkammer aufgebaut werden, bis dass der Kolben, der mit dem Bremskraftverstärker verbunden ist, die Kommunikation zwischen dem Behälter und der Flüssigkeitsdruckkammer unterbricht. Demgemäß wird eine Reaktion des Hauptzylinders während der Anfangsphase der Bremsbetätigung verringert, was die erwähnten Unannehmlichkeiten hervorruft.
Das Patent Nr. US-A-4.884.491 offenbart einen pneumatischen Bremskraftverstärker. Ein atmosphärischer Wert umfasst erste und zweite Ventilabschnitte, die seriell zwischen einer hinteren Kammer und der Atmosphäre angeordnet sind. Rillen sind vorhanden, um die Kommunikation zwischen der hinteren Kammer und der Atmosphäre zu ermöglichen, wenn der erste Ventilabschnitt verschlossen ist.
In Anbetracht der zuvor erwähnten Erläuterungen wäre es wünschenswert, einen Ventilmechanismus für einen Bremskraftverstärker bereitstellen zu können, der den Eintritt überschüssiger Atmosphäre in die Kammer mit variablem Druck während der Anfangsphase der Bremsbetätigung verhindert, womit das Auftreten von Schwingungen oder ungewöhnlichen Geräuschen während der Anfangsphase der Arbeitsabläufe des Ventilmechanismus verhindert werden könnte.
Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung einen Ventilmechanismus eines Bremskraftverstärkers, wie in Anspruch 1 beschrieben.
Unter der Voraussetzung, dass die erste Atmosphäre, welche dem Atmosphärenventil eines herkömmlichen Bremskraftverstärkers entspricht, offen ist, lässt sich anhand der beschriebenen Anordnung der vorliegenden Erfindung erkennen, dass die Kammer mit variablem Druck von der Kommunikation mit der Atmosphäre durch ein zweites, verschlossen bleibendes Atmosphärenventil, abgeschnitten ist, wobei sie aber nur über den Öffnungsdurchlass mit der Atmosphäre kommuniziert, was den Zustrom der Atmosphäre in die Kammer mit variablem Druck einschränkt, wodurch die in die Kammer mit variablem Druck eintretende Atmosphärenmenge im Vergleich zu herkömmlichen Bremskraftverstärkern verringert wird.
Dies ermöglicht eine entsprechende Ausgangsleistung als Reaktion auf eine während der Anfangsphase der Bremsbetätigung vorliegende Eingangsleistung zu erhalten, wobei das Auftreten nachfolgender Schwingungen oder ungewöhnlicher Geräusche des Ventilmechanismus verhindert wird.
Wenn ein zweiter Sitz auf dem Ventilelement, welcher ein zweites Atmosphärenventil ausbildet, vom ersten Atmosphärenventil auf dem Ventilstößel entfernt wird, kann die Atmosphäre rasch in die Kammer mit variablem Druck über das zweite Atmosphärenventil und das erste Atmosphärenventil, das zuvor geöffnet wurde, eintreten, was den Betrieb des Bremskraftverstärkers in einer ähnlichen Art und Weise ermöglicht, wie er nach bekanntem Stand der Technik üblich ist.
Die Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden lediglich anhand von Beispielen detailliert und in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
1 ein Querschnitt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 einen vergrößerten Querschnitt eines wichtigen Teils der in 1 abgebildeten Darstellung, zeigt;
3 einen vergrößerten Querschnitt eines wichtigen Teils einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 einen vergrößerten Querschnitt eines wichtigen Teils einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet;
5 einen vergrößerten Querschnitt eines wichtigen Teils einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ein vergrößerter Querschnitt eines wichtigen Teils einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
7 einen vergrößerten Querschnitt eines wichtigen Teils einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 einen vergrößerten Querschnitt eines wichtigen Teils einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet;
9 einen vergrößerten Querschnitt eines wichtigen Teils einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ein negativer Druckverstärker 1, auf den ein Ventilmechanismus 15 gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird, wird nun im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Bezugnehmend auf die 1 und 2, werden ein Frontmantel 2 und ein hinterer Mantel 3 einander gegenüberliegend zur Definierung eines umschlossenen Hohlraums angeordnet, in dem ein im Wesentlichen röhrenförmiger Ventilkörper 5 gleitend angebracht ist, um sich durch einen axialen Abschnitt des Hohlraums innerhalb des hinteren Mantels 3 mit einem luftdichtem Verschluss, der durch ein Verschlusselement 4 aufrechterhalten wird, zu erstrecken.
Ein Kraftkolben 6 ist um den Außenumfang des Ventilkörpers 5 herum verbunden und eine Membran 7 wird an der rückseitigen Oberfläche des Kraftkolbens 6 angelegt, um eine Kammer A mit konstantem Druck und eine Kammer B mit variablem Druck entlang der Membran 7 zu definieren.
Der Ventilmechanismus 15, der einen Flüssigkeitsschaltkreis zwischen der Kammer A mit konstantem Druck und der Kammer B mit variablem Druck schaltet, ist im Inneren des Ventilkörpers 5 angeordnet, wie in einer vergrößerten Ansicht in 2 zu sehen. Der Ventilmechanismus 15 umfasst einen ringförmigen Vakuumventilsitz 16, der um den Innenumfang des Ventilkörpers 5 ausgebildet ist, sowie einen ersten Atmosphärenventilsitz 17 und einen zweiten Atmosphärenventilsitz 18, die beide ringförmig sind und auf der hinteren Stirnseite eines Ventilstößels 14 ausgebildet sind, der gleitend auf dem Ventilkörper 5 befestigt ist, und ein Ventilelement 22, das zum Sitzen auf dem Vakuumventilsitz 16, dem ersten Atmosphärenventilsitz 17 und dem zweiten Atmosphärenventilsitz 18 von der rechten Seite aus, wie in 2 dargestellt, angepasst ist und zwar mithilfe der Elastizität einer Feder 21.
Das Ventilelement 22 ist im Wesentlichen röhrenförmig und umfasst einen röhrenförmigen, federnden Körper 23, der aus federndem Material ausgebildet ist und eine Halterung 23a umfasst, die auf dem Innenumfang eines röhrenförmigen Endabschnitts 5A des Ventilkörpers 5 befestigt ist, und einen röhrenförmigen Bogenabschnitt 23b, der sich von der Halterung 23a aus nach vorne erstreckt, eine Verstärkungsplatte 24, die aus federndem Material geformt ist, auf dem vorderen Ende des röhrenförmigen, federnden Körpers 23 angebracht ist und eine Steifigkeit aufweist, einen federnden Körper 27, der ebenfalls aus einem federnden Material ausgebildet ist und einen ersten Sitz 25, der zum Sitzen auf dem ersten Atmosphärenventilsitz 17 angepasst ist, sowie einen zweiten Sitz 26 beinhaltet, der zum Sitzen auf dem zweiten Atmosphärenventilsitz 18 angepasst ist, wobei beide auf der Verstärkungsplatte 24 befestigt sind, ein röhrenförmiges Element 28, das mit dem Außenumfang der Verstärkungsplatte 24 verbunden ist, sich axial nach vorne erstreckt und über eine Steifigkeit verfügt, sowie einen federnden Körper 30, der auf dem vorderen Ende des röhrenförmigen Elements 28 angebracht ist, welches radial nach innen gefaltet ist und einen dritten Sitz 29 umfasst, der zum Sitzen auf dem Vakuumventilsitz 16 angepasst ist. Der röhrenförmige, federnde Körper 23 ist im Inneren des röhrenförmigen Endabschnitts 5A fixiert, während der luftdichte Verschluss mithilfe dessen Halterung 23a aufrechterhalten wird, die zwischen der inneren Umfangsoberfläche des röhrenförmigen Endabschnitts 5A und einem Haltestück 20 eingebettet ist, das in Anstoßstellung gegenüber einer Stufe 5B angeordnet ist, die auf dem gleichen Innenumfang ausgebildet ist.
Eine Kombination des Vakuumventilsitzes 16 mit dem dritten Sitz 29, der zum Sitzen auf demselben angepasst ist, definiert ein Vakuumventil S3. Ein radial außerhalb des Vakuumventils S3 befindlicher Hohlraum kommuniziert mit der Kammer A mit konstantem Druck über einen axialen Durchlass 32 mit konstanten Druck (siehe 1), der im Ventilkörper 5 ausgebildet ist. Die Kammer A mit konstantem Druck steht in Kommunikation mit einer Quelle negativen Drucks für eine Maschine über eine Rohrleitung (nicht abgebildet), die auf dem Frontmantel 2 zur Zufuhr eines negativen Drucks angebracht ist.
Eine Kombination des ersten Atmosphärenventilsitzes 17 mit dem ersten Sitz 25, der zum Sitzen auf demselben angepasst ist, definiert ein erstes Atmosphärenventil S1. Ein zwischen dem ersten Atmosphärenventil S1 und dem Vakuumventil S3 befindlicher Hohlraum kommuniziert mit der Kammer B mit variablem Druck über einen radialen Druckdurchlass 33, der im Ventilkörper 5 ausgebildet ist. Schließlich steht ein radial innerhalb des ersten Atmosphärenventils S1 positionierter Hohlraum in Kommunikation mit der externen Atmosphäre über einen Atmosphärendurchlass 34, der im Inneren des röhrenförmigen Endabschnitts 5A des Ventilkörpers ausgebildet ist und ein Filter 35 ist im Atmosphärendurchlass 34 angeordnet.
Außerdem definiert eine Kombination des zweiten Atmosphärenventilsitzes 18 mit dem zweiten Sitz 26, der zum Sitzen auf demselben angepasst ist, ein zweites At mosphärenventil S2, dessen Innen- und Außenseite bzw. genauer ausgedrückt, ein zwischen dem zweiten Atmosphärenventil S2 und dem ersten Atmosphärenventil S1 befindlicher Hohlraum, kommunizieren miteinander über einen Öffnungsdurchlass 36 in Form einer Durchgangsöffnung 60, die sich axial durch den federnden Körper 27 erstreckt, welcher das Ventilelement 22 und die Verstärkungsplatte 24 bildet.
In der vorliegenden Ausführungsform werden der erste Sitz 25 und der zweite Sitz 26 als ringförmige Vorsprünge 27a und 27b bereitgestellt, die konzentrisch angeordnet sind und nach vorne vorstehen. Der ringförmige Vorsprung 27b des zweiten Sitzes 26 weist eine Steifigkeit auf, die im Vergleich mit der Steifigkeit des ringförmigen Vorsprungs 27a des ersten Sitzes 25 geringer ist, so dass am Beginn der Arbeitsabläufe des Bremskraftverstärkers das zweite Atmosphärenventil S2 gegenüber dem ersten Atmosphärenventil S1 verzögert geöffnet wird und, wenn sich der Bremskraftverstärker im Außerbetriebszustand befindet, bleiben das erste Atmosphärenventil S1 und das zweite Atmosphärenventil S2 geschlossen, um eine Kommunikation zwischen der Kammer mit variablem Druck und der Atmosphäre zu blockieren. Außerdem wird der ringförmige Vorsprung 27b des zweiten Sitzes 26 schräg radial nach außen geneigt, um den Luftwiderstand der Atmosphäre während ihres Eintretens zu verringern.
Wie in 1 dargestellt, ist das rechte Ende des Ventilstößels 14 schwenkbar mit dem distalen Ende der Eingangswelle 40 verbunden, während das andere Ende, das mit dem Bremspedal verbunden ist, nicht abgebildet ist. Demgegenüber sind ein Kolben 41 und eine Reaktionsplatte 42 an der linken Seite des Ventilstößels 14 in der genannten Sequenz angeordnet und die Reaktionsplatte 42 ist am rechten Ende einer Ausgangswelle 43 angebracht.
Eine Ventilrückstellfeder 44 ist zwischen der Eingangswelle 40 und dem Haltestück 20 angeordnet, die am Ventilkörper 5 befestigt ist, und diese bringt daher die Eingangswelle 40 und den Ventilstößel 14, der mit der Eingangswelle rückseitig verbunden ist, dazu in der Außerbetriebszustandsposition zu bleiben, wo das Vakuumventil S3 geöffnet ist, während das erste Atmosphärenventil S1 und das zweite Atmosphärenventil S2 geschlossen sind.
Das linke Ende der Ausgangswelle 43 steht nach außen hin über einen axialen Abschnitt des Frontmantels 1 vor und ist in einer gleitenden Art und Weise angeordnet, um mit dem nicht abgebildeten Kolben eines Hauptzylinders in Verbindung zu treten. Der Ventilkörper 5 befindet sich üblicherweise in seiner Außerbetriebszustandsposition, was durch eine Rückstellfeder 39 gezeigt ist.
Der röhrenförmige Endabschnitt 5A steht axial nach hinten über eine Öffnung des hinteren Mantels 3 vor und der Abschnitt des röhrenförmigen Endabschnitts 5A, der über die Öffnung vorsteht, wird von einer Schutzabdeckung 45 aus Gummi abgedeckt.
In der Außerbetriebszustandsposition der beschriebenen Anordnung, wie in den 1 und 2 zu sehen, sind der erste Sitz 25 und der zweite Sitz 26 des Ventilelements 22 sitzend auf dem ersten Atmosphärenventilsitz 17 bzw. dem zweiten Atmosphärenventilsitz 18 auf dem Ventilstößel 14 und zwar mithilfe der Elastizität der Feder 21 angeordnet, um die Kommunikation zwischen dem Atmosphärendurchlass 34 und dem Durchlass mit variablem Druck 33 zu unterbrechen. Der dritte Sitz 29 wird vom Vakuumventilsitz 16 entfernt, um die Kommunikation zwischen dem Durchlass mit variablem Druck 33 und dem Durchlass mit konstantem Druck 32 zu ermöglichen, wodurch die Kammer B mit variablem Druck mit der Kammer A mit konstantem Druck kommuniziert und ein negativer Druck in beide Kammern eingeführt wird. Zur gleichen Zeit kommuniziert der zwischen dem ersten Atmosphärenventil S1 und dem zweiten Atmosphärenventil S2 befindliche Hohlraum mit der Atmosphäre über einen Öffnungsdurchlass 36.
Auf diese Art und Weise werden das Vakuumventil S3 und das erste Atmosphärenventil S1 in Tandemstellung in axialer Richtung angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform, in der das erste Atmosphärenventil S1 so gewählt wurde, dass es im Wesentlichen dem Durchmesser des Vakuumventils S3 entspricht, wird der Bereich des Ventilelements 22, über dem die Atmosphäre vorherrscht, im Vergleich mit einer Anordnung verringert, in der das erste Atmosphärenventil S1 im Inneren des Vakuumventils S3 angeordnet sein, wurde, wodurch die Elastizität der Ventilrückstellfeder 44 verringert werden konnte, um eine zur Initiierung der Arbeitsabläufe benötigte Eingangsleistung zu reduzieren.
Wenn ein Bremspedal (nicht abgebildet) im Außerbetriebszustand (nicht abgebildet) heruntergedrückt wird, werden die Eingangswelle 40 und der Ventilstößel 14 nach vorne relativ zum Ventilkörper 5 bewegt, während die Ventilrückstellfeder 44 gedrückt wird und der dritte Sitz 29 des Ventilelements 22, das, während es in Anschlagstellung gegen den Ventilstößel 14 angeordnet ist, nach vorne bewegt wird, wird sitzend auf dem Vakuumventilsitz 16 auf dem Ventilkörper 5 angeordnet, um die Kommunikation zwischen dem Durchlass mit konstantem Druck 32 und dem Durchlass mit variablem Druck 33 zu unterbrechen. Mit der weiter nach vorne verlaufenden Bewegung der Eingangswelle 40 und des Ventilstößels 14 gegen die Elastizität der Ventilrückstellfeder 44 und der Feder 21, wird der erste Sitz 25 vom ersten Atmosphärenventilsitz 17 entfernt, während der zweite Sitz 26 des Ventilelements 22 weiter auf dem zweiten Atmosphärenventilsitz 18 des Ventilstößels 14 sitzen bleibt, wodurch der Durchlass mit variablem Druck 33 mit der Atmosphäre durch den Öffnungsdurchlass 36 kommuniziert, um der Atmosphäre, die über den Öffnungsdurchlass 36 durchströmt, den Eintritt in die Kammer B mit variablem Druck zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 1 zu ermöglichen.
Im Vergleich mit einer herkömmlichen Anordnung, in der die Atmosphäre in die Kammer mit variablem Druck nur durch Öffnen des Atmosphärenventils eintritt, lässt sich daher erkennen, dass, gemäß der Erfindung, die Atmosphäre in die Kammer B mit variablem Druck über den Öffnungsdurchlass 36 eingeführt wird, während die Kommunikation der Kammer mit variablem Druck 33 mit der Atmosphäre durch das zweite Atmosphärenventil S2 blockiert wird. Auf diese Art und Weise steigt die Ausgangsleistung während der Anfangsphase der Bremsbetätigung leicht an. Mit anderen Worten, es ist möglich eine Ausgangsleistung zu erhalten, die von der Größenordnung der Eingangsleistung abhängt, wodurch das Verhindern des Auftretens von Schwingungen oder ungewöhnlichen Geräuschen des Ventilsmechanismus 15 während der Anfangsphase der Bremsbetätigung ermöglicht wird.
Mit dem weiteren Herunterdrücken des Bremspedals zum Antreiben der Eingangswelle 40 und des Ventilstößels 14 nach vorne relativ zum Ventilkörper 5, während die Ventilrückstellfeder 44 gedrückt wird, wird der zweite Sitz 26 des Ventilelements 22 entfernt, der sitzend auf dem zweiten Atmosphärenventilsitz 18 auf dem Ventilstößel 14 angebracht wurde, worauf der Durchlass mit variablem Druck 33, der in Kommunikation mit der Atmosphäre über einen Öffnungsdurchlass 36 stand, nun mit der Atmosphäre über das erste Atmosphärenventil S1 und das zweite Atmosphärenventil S2 kommuniziert. Dies ermöglicht ein rasches Eintreten der Atmosphäre in die Kammer B mit variablem Druck über das erste Atmosphärenventil S1 und das zweite Atmosphärenventil S2, was ein rasches Ansteigen der Ausgangsleistung des Bremskraftverstärkers ermöglicht. Da der zweite Sitz 26 radial nach außen geneigt ist, wird dadurch ein gleichmäßiges Strömen der Atmosphäre radial nach außen zwischen dem zweiten Sitz 26 und dem gegenüber liegendem Ventilstößel 14 hindurch ermöglicht.
Hierbei ist anzumerken, dass der zweite Sitz 26 natürlich auch in einer radial nach innen geneigten Ausrichtung vorhanden sein kann.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der das erste Atmosphärenventil S1 und das zweite Atmosphärenventil S2, die in der ersten Ausführungsform einstückig ausgebildet sind, nun getrennt voneinander ausgebildet werden.
Eine Verstärkungsplatte 124 umfasst im Besonderen ein erstes Plattenelement 124A, das auf dem hinteren Ende eines röhrenförmigen, federnden Körpers 123 befestigt ist und ein erstes Ventilelement bildet, sowie ein zweites Plattenelement 124B, das im Inneren des ersten Plattenelements 124A angeordnet ist und ein zweites Ventilelement bildet. Außerdem umfasst ein federnder Körper 127 ein erstes federndes Element 127A, das auf dem ersten Plattenelement 124A befestigt ist und ein ers tes Atmosphärenventil S1 bildet, sowie ein zweites federndes Element 127B, das auf dem zweiten Plattenelement 124B befestigt ist und ein zweites Atmosphärenventil bildet. Ein erster Sitz 125 ist auf dem ersten federnden Element 127A ausgebildet und ein zweiter Sitz 126 ist auf dem zweiten federnden Element 127B ausgebildet.
Um den Außenumfang herum ist das zweite Plattenelement 124B an seinem Frontabschnitt mit einer Stufe 124 ausgebildet, die im ersten Plattenelement 124A von der Rückseite aus angepasst ist, und das zweite Plattenelement 124B ist mit dem ersten Plattenelement 124A durch Anpassen der Stufe 124b in das erste Plattenelement 124A einstückig verbunden. Eine Durchgangsöffnung 160 in Form eines Öffnungsdurchlasses 136, der sich axial über das zweite elastische Element 127B und das zweite Plattenelement 124B erstreckt, ist an einer bestimmten Umfangsposition ausgebildet, die radial innerhalb der einstückigen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Plattenelement und innerhalb einer Feder 121 positioniert ist.
Hinsichtlich anderer Aspekte ist die Anordnung ähnlich der in der ersten Ausführungsform beschriebenen Anordnung und ihre, dieser Anordnung entsprechenden Teile sind ebenfalls mit den entsprechenden Referenznummern der ersten Ausführungsform, die zuvor schon verwendet wurden, gekennzeichnet, wobei immer 100 hinzugefügt ist.
Dadurch werden in der zweiten Ausführungsform das zweite Plattenelement 124B mit dem Öffnungsdurchlass 136 und das zweite federnde Element 127A zu einem herkömmlichen Ventilmechanismus nach bekanntem Stand der Technik hinzugefügt, in dem ein Vakuumventil und ein Atmosphärenventil axial in Tandemstellung angeordnet sind. Es lässt sich erkennen, dass die zweite Ausführungsform ähnliche Funktionen sowie Funktions- und Wirkungsweisen erzielen kann, wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall ist.
4 stellt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, in welcher der ringförmige Vorsprung 27b für den zweiten Sitz 26, der in der ersten Ausführungsform kontinuierlich in Umfangsrichtung vorhanden ist, an einigen Stellen Ein kerbungen aufweist, wodurch die Verwendung der Schlitze 261 als Öffnungsdurchlässe 236 ermöglicht wird.
In anderen Aspekten entspricht die Anordnung jener der ersten Ausführungsform und demgemäß werden die der ersten Ausführungsform entsprechenden Teile und Abschnitte mit denselben, zuvor schon verwendeten Referenznummern gekennzeichnet, wobei 200 dazugezählt wird.
Durch diese Anordnung können die Herstellungskosten im Vergleich zur ersten Ausführungsform reduziert werden, in welcher der Öffnungsdurchlass 36 durch die Durchgangsöffnung 60 definiert wird, die sich axial über die Verstärkungsplatte 24 und den elastischen Körper erstreckt.
Es ist hierbei verständlich, dass diese Ausführungsform auch auf die zweite Ausführungsform, die denselben zweiten Sitz 126 wie in der ersten Ausführungsform aufweist, angewendet werden kann.
5 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform weist die hintere Stirnseite eines Ventilstößels 314, die in der ersten Ausführungsform flach ausgebildet ist, teilweise einen nach hinten vorstehenden, ringförmigen Vorsprung 314b auf, der als zweiter Atmosphärenventilsitz 318 fungiert. Demgegenüber ist der zweite Sitz 26, der in der ersten Ausführungsform durch den nach vorne vorstehenden, ringförmigen Vorsprung 27b definiert wird, nicht mehr vorhanden und wird durch eine ringförmige Lippe 327c ersetzt, die in die Verstärkungsplatte 324 vorsteht, um auf dem zweiten Atmosphärenventilsitz 318 sitzend angeordnet zu sein, wodurch diese als zweiter Sitz dient. Der ringförmige Vorsprung 314b, der als zweiter Atmosphärenventilsitz 318 fungiert, ist teilweise eingekerbt, um Schlitze 361 bereitzustellen, die als Öffnungsdurchlässe 336 dienen.
In anderen Aspekten gleicht die Anordnung jener der ersten Ausführungsform und demgemäß werden die der ersten Ausführungsform entsprechenden Teile und Ab schnitte mit denselben, zuvor schon verwendeten Referenznummern gekennzeichnet, wobei 300 dazugezählt wird.
Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform das Ersetzen des ringförmigen Vorsprungs 27b des zweiten Sitzes 26 der ersten Ausführungsform durch eine ringförmige Lippe 327c vorgesehen, die mit geringerer Steifigkeit ausgebildet werden kann, wodurch gewährleistet wird, dass das zweite Atmosphärenventil S2 im Vergleich zum ersten Atmosphärenventil S1 verzögert geöffnet werden kann.
6 stellt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Schlitze 361, die in der vierten Ausführungsform im zweiten Atmosphärenventilsitz ausgebildet sind, nicht mehr vorhanden, um eine Kontinuität in Umfangsrichtung zur Verfügung zu stellen sowie eine Durchgangsöffnung 460, die sich durch einen elastischen Körper 427 erstreckt und eine Verstär- kungsplatte 424 ist außerhalb eines zweiten Sitzes 426 bereitgestellt, die es der Durchgangsöffnung 460 ermöglicht als Öffnungsdurchlass 436 zu dienen.
In anderen Aspekten gleicht die Anordnung jener der ersten Ausführungsform und demgemäß werden die der ersten Ausführungsform entsprechenden Teile und Abschnitte mit denselben, zuvor schon verwendeten Referenznummern gekennzeichnet, wobei 400 dazugezählt wird.
Es lässt sich feststellen, dass in dieser Ausführungsform ähnlich Funktionen sowie Funktions- und Wirkungsweise erzielt werden können wie in der vierten Ausführungsform.
7 zeigt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist der ringförmige Vorsprung 414b, der als ein zweiter Atmosphärenventilsitz 418 dient und der in der fünften Ausführungsform einstückig mit dem Ventilstößel 414 ausgebildet ist, nicht mehr vorhanden und statt dessen wird eine ringförmige Stufe 562 an einer entsprechenden Stelle bereitgestellt. Ein federnder Körper 550 mit einem nach hinten vorstehendem, ringförmigen Vorsprung 550a, der als zweiter Atmosphärenventilsitz 518 dient, ist im Inneren der ringförmigen Stufe 562 angeordnet. Außerdem ist die ringförmige Lippe 427c auf dem federnden Körper 427, die in der fünften Ausführungsform als zweiter Sitz 426 dienend bereitgestellt wird, nicht mehr vorhanden und statt dessen wird eine innere Kante einer Verstärkungsplatte 524 zu einer entsprechenden Position hin verlängert und ein ringförmiger zweiter Sitz 526 wird als jene Position definiert, an der die Verstärkungsplatte 524 an den federnden Körper 550 anstößt, der als ringförmiger Vorsprung 550a dient. Eine Durchgangsöffnung 560, die sich axial über die Verstärkungsplatte 524 an einer außerhalb des zweiten Sitzes 526 befindlichen Stelle erstreckt, wird bereitgestellt, um als Öffnungsdurchlass 536 zu dienen.
In anderen Aspekten gleicht die Anordnung jener der ersten Ausführungsform und demgemäß werden die der ersten Ausführungsform entsprechenden Teile und Abschnitte mit denselben, zuvor schon verwendeten Referenznummern gekennzeichnet, wobei 500 dazugezählt wird.
Es lässt sich erkennen, dass in dieser Ausführungsform ähnliche Funktionen sowie Funktions- und Wirkungsweise erzielt werden können wie in der fünften Ausführungsform.
Es ist hierbei anzumerken, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Durchgangsöffnung 560 in der Verstärkungsplatte 524 als Öffnungsdurchlass 536 dient, aber die Durchgangsöffnung 560 auch entfernt werden kann und statt dessen ein vorderes Ende des ringförmigen Vorsprungs 550a so eingekerbt (nicht abgebildet) werden kann, dass dieser als zweiter Atmosphärenventilsitz 518 dienen kann und die Schlitze als Öffnungsdurchlässe eingesetzt werden können.
8 stellt eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein erstes federndes Element 627A ausgebildet, umfassend einen ersten Sitz 625 bestehend aus hochdichtem, federndem Material mit einem Luftwiderstand, während ein zweites federndes Element 627B, das vom ersten federnden Element 627A getrennt vorhanden ist und einen zweiten Sitz 626 bil det, aus federndem Schaummaterial mit einer einem Schwamm entsprechenden Permeabilität ausgebildet ist. Mit anderen Worten, das zweite federnde Element 627B dient als eine Öffnung 636, die ein Strömen der Atmosphäre einschränkt. Das zweite federnde Element 627B weist eine Steifigkeit auf, die so gewählt ist, dass sie im Vergleich zur Steifigkeit des ersten federnden Elements 627A gering ist, was das im Bezug auf das erste Atmosphärenventil S1 verzögerte Öffnen des zweiten Atmosphärenventils S2 ermöglicht.
In anderen Aspekten entspricht die Anordnung jener der ersten Ausführungsform und demgemäß werden die der ersten Ausführungsform entsprechenden Teile und Abschnitte mit denselben, zuvor schon verwendeten Referenznummern gekennzeichnet, wobei 600 dazugezählt wird.
Es lässt sich feststellen, dass in dieser Ausführungsform ähnliche Funktionen sowie Funktions- und Wirkungsweise erzielt werden können wie in der ersten Ausführungsform.
In der oben erläuterten Beschreibung der siebten Ausführungsform ist das erste federnde Element 627A, welches das erste Atmosphärenventil S1 definiert, getrennt vom zweiten federnden Element 627B angeordnet, welches wiederum das zweite Atmosphärenventil S2 definiert; es ist jedoch verständlich, dass die Anordnung nicht darauf beschränkt ist, sondern dass, wie in einer achten Ausführungsform von 9 zu sehen, eine einstückige Konstruktion verwendet werden kann, die einen ersten federnden Abschnitt 727a aus hochdichtem Material umfasst und das erste Atmosphärenventil S1 definiert, sowie einen zweiten federnden Abschnitt 727b, der aus Material mit geringer Dichte ausgebildet ist und das zweite Atmosphärenventil S2 definiert, um den Aufbau dieser Ausführungsform im Vergleich zur siebten Ausführungsform zu erleichtern.
In den beschriebenen Ausführungsformen umfasst ein Ventilmechanismus ein Vakuumventil und ein Atmosphärenventil, die in Tandemstellung in axialer Ausrichtung angeordnet sind, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, sondern kann gleichermaßen beispielsweise auf einen Ventilmechanismus angewendet werden, in dem ein Vakuumventil und ein Atmosphärenventil jeweils relativ zueinander radial positioniert sind.
In den beschriebenen Ausführungsformen sind ferner das zweite Atmosphärenventil S2 und der Öffnungsdurchlass 36, 136, 236, 336, 436, 536, 636 oder 736 zum Atmosphärendurchlass 34, 134, 234, 334, 434, 534, 634 oder 734 des ersten Atmosphärenventils S1 hin angeordnet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Anordnung beschränkt. Als Alternative dazu können ein drittes Atmosphärenventil und ein zweiter Öffnungsdurchlass (oder mehrere Atmosphärenventile und Öffnungsdurchlässe) auf der Atmosphärenseite des zweiten Atmosphärenventils S2 und des Öffnungsdurchlasses 36, 136, 236, 336, 436, 536, 636 oder 736 aufeinanderfolgend angeordnet, so dass, wenn der Bremskraftverstärker betätigt wird, ein zweites Atmosphärenventil und ein drittes Atmosphärenventil nach der Öffnung des ersten Atmosphärenventils in der Reihenfolge, in der sie näher am ersten Atmosphärenventil positioniert sind, aufeinanderfolgend geöffnet werden können. Wenn eine derartige Anordnung verwendet wird, steigt der Kanalbereich eines Durchlasses, durch den die Atmosphäre in die Kammer mit variablem Druck eintritt, während der Anfangsphase der Bremsbetätigung allmählich an, was eine Veränderung der Eintrittsrate der Atmosphäre in die Kammer mit variablem Druck ermöglicht.

Claims

Ventilmechanismus (15) eines Bremskraftverstärkers, umfassend ein Vakuumventil (S3) zum Freigeben und Versperren der Kommunikation zwischen einer Kammer (A) mit konstantem Druck und einer Kammer (B) mit variablem Druck, die entlang einem Kraftkolben (6) definiert sind, und ein erstes Atmosphärenventil (S1) zum Freigeben und Versperren der Kommunikation zwischen der Kammer (B) mit variablem Druck und der Atmosphäre; wobei das erste Atmosphärenventil (S1) gleitbar im Inneren des Kraftkolbens (6) angeordnet ist und einen ersten Atmosphärenventilsitz (17), der auf einem mit einer Eingangswelle (40) verbundenen Ventilstößel (14) ausgebildet ist, und einen ersten Sitz (25), der auf einem Ventilelement (22) ausgebildet ist, das zum Sitzen auf dem ersten Atmosphärenventilsitz (17) angepasst ist, umfasst, ein zweites Atmosphärenventil (S2), das an einer näher zur Atmosphäre liegenden Stelle als das erste Atmosphärenventil (S1) zum Freigeben und Versperren der Kommunikation zwischen dem ersten Atmosphärenventil (S1) und der Atmosphäre angeordnet ist, worin das zweite Atmosphärenventil (S2) einen auf dem Ventilstößel (14) ausgebildeten zweiten Atmosphärenventilsitz (18) und einen auf dem Ventilelement (22) ausgebildeten zweiten Sitz (26) umfasst; und einen Öffnungsdurchlass (36) zum Ermöglichen der Kommunikation zwischen einem Abschnitt des zweiten Atmosphärenventils (S2), der zum ersten Atmosphärenventil (S1) hin angeordnet ist, und der Atmosphäre, worin der Öffnungsdurchlass (36) eine Durchgangsöffnung (60) umfasst, die axial zwischen dem ersten Sitz (25) und dem zweiten Sitz (26) auf dem Ventilelement (22) verläuft; wobei die Anordnung solcherart ist, dass im Außerbetriebszustand des Bremskraftverstärkers der erste Sitz (25) am Ventilelement (22) auf dem ersten Atmosphärenventilsitz (17) auf dem Ventilstößel (14) sitzt, während der zweite Sitz (26) auf dem Ventilelement (22) auf dem zweiten Atmosphärenventilsitz (18) auf dem Ventilstößel (14) sitzt, die Atmosphäre über den Öffnungsdurchlass (36) in einen durch das erste Atmosphärenventil (S1), das zweite Atmosphärenventil (S2), den Ventilstößel (14) und das Ventilelement (22) definierten Hohlraum eingelassen wird, und dass bei Betätigung des Bremskraftverstärkers das erste Atmosphärenventil (S1) geöffnet wird, um das Eindringender Atmosphäre über den Öffnungsdurchlass (36) in die Kammer (B) mit variablem Druck zuzulassen, gefolgt von der Öffnung des zweiten Atmosphärenventils (S2), um das Eindringen der Atmosphäre über das zweite Atmosphärenventil (S2), gemeinsam mit dem Öffnungsdurchlass (36), in die Kammer (B) mit variablem Druck zuzulassen.
Ventilmechanismus eines Bremskraftverstärkers nach Anspruch 1, worin der zweite Sitz (26) auf dem Ventilelement (22) in Form eines ringförmigen Vorsprungs auf einem federnden Körper (27) vorliegt, der axial zum zweiten Atmosphärenventilsitz (18) auf dem Ventilstößel (14) hin vorsteht.
Ventilmechanismus eines Bremskraftverstärkers nach Anspruch 1, worin der zweite Sitz (26) auf dem Ventilelement (22) in Form einer ringförmigen Lippe auf einem federnden Körper vorliegt, die sich radial nach innen erstreckt, während der zweite Atmosphärenventilsitz (18) auf dem Ventilstößel (14) in Form eines axial verlaufenden, ringförmigen Vorsprungs vorliegt, der auf einer Seite der ringförmigen Lippe eine Sitzposition einnimmt.
Ventilmechanismus eines Bremskraftverstärkers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Ventilelement (22) ein erstes Ventilelement, bei dem sein eines Ende am Ventilkörper befestigt ist und der erste Sitz (125) am anderen Ende ausgebildet ist, und ein zweites Ventilelement, das vom ersten Ventilelement getragen ist und auf dem der zweite Sitz (126) ausgebildet ist, umfasst.
Ventilmechanismus eines Bremskraftverstärkers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der erste Sitz und der zweite Sitz auf dem Ventilelement durch einen einstückigen, federnden Körper (727) ausgebildet sind.
Ventilmechanismus eines Bremskraftverstärkers nach Anspruch 1, worin der zweite Atmosphärenventilsitz auf dem Ventilstößel (14) in Form eines ringförmigen Vorsprungs auf einem federnden Körper vorliegt, der axial zum zweiten Sitz auf dem Ventilelement (318 oder 418) hin vorsteht.
Ventilmechanismus eines Bremskraftverstärkers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiters umfassend ein drittes Atmosphärenventil, das an einer näher zur Atmosphäre liegenden Stelle als das zweite Atmosphärenventil zum Ermöglichen und Unterbrechen der Kommunikation des zweiten Ventilelements mit der Atmosphäre angeordnet ist, und einen zweiten Öffnungsdurchlass zum Ermöglichen der Kommunikation zwischen einem Abschnitt des dritten Atmosphärenventils, der zum zweiten Atmosphärenventil hin angeordnet ist, und der Atmosphäre, wobei die Anordnung solcherart ist, dass im Außerbetriebszustand des Bremskraftverstärkers das erste Atmosphärenventil, das zweite Atmosphärenventil und das dritte Atmosphärenventil geschlossen sind, während bei Betätigung des Bremskraftverstärkers das erste Atmosphärenventil geöffnet wird, um das Eindringen der Atmosphäre über den Öffnungsdurchlass in die Kammer mit variablem Druck zuzulassen, gefolgt von der Öffnung des zweiten Atmosphärenventils, was das Eindringen der Atmosphäre über den Öffnungsdurchlass und den zweiten Öffnungsdurchlass in die Kammer mit variablem Druck zulässt, wiederum gefolgt von der Öffnung des dritten Atmosphärenventils.