DE69403678T2

DE69403678T2 - Geräuscharmer unterdruckbremskraftverstärker

Info

Publication number: DE69403678T2
Application number: DE69403678T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Monteillet; Ulysse Verbo
Original assignee: Bosch Systemes de Freinage SAS
Current assignee: Bosch Systemes de Freinage SAS
Priority date: 1994-01-07
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2014-11-30
Also published as: FR2714876A1; JPH09507190A; WO1995018733A1; KR960703750A; US5630350A; DE69403678D1; EP0738219B1; EP0738219A1; FR2714876B1; ES2105877T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft solche pneumatischen_ Servomotoren, die dazu verwendet werden, eine Bremsunterstützung bei Kraftfahrzeugen zu liefern. Solche Servomotoren enthalten üblicherweise ein Gehäuse, das eine Symmetrieachse aufweist und in dichter Weise durch einen beweglichen Wandaufbau in eine permanent mit einer Unterdruckquelle verbundene vordere Kammer und eine hintere Kammer unterteilt ist, die selektiv mit der vorderen Kammer oder der Außenatmosphäre über ein Dreiwegeventil verbunden ist, das von einem Tauchkolben betätigt wird, der in einer Bohrung der beweglichen Wand gleitet und fest mit einer axialen Steuerstange verbunden ist, die der Wirkung einer Rückstellfeder ausgesetzt ist, die in einem ringförmigen Raum zwischen der Steuerstange und einem aus dem Gehäuse nach außen hervorstehenden, hinteren rohrförmigen Abschnitt des beweglichen Wandaufbaus angeordnet ist, wobei das Dreiwegeventil in diesem hinteren rohrförmigen Abschnitt angeordnet ist und ein Ventilelement aufweist, das über eine erste ringförmige Fläche mit einem ersten Ventilsitz zusammenwirkt, der an dem Tauchkolben gebildet ist, und über eine zweite ringförmige Fläche mit einem zweiten Ventilsitz, der an der beweglichen Wand gebildet ist.
Im Dokument DE-A-3 812 452 ist ein Servomotor dieses Typs offenbart, bei dem die erste und die zweite ringförmige Fläche in unterschiedlichen Querebenen liegen.
Diese Servomotoren sind üblicherweise im Motorraum des Fahrzeugs an dessen Spritzwand so angeordnet, daß die Steuerstange des Servomotors in den Innenraum hineinragt, so daß sie vom Fahrer betätigt werden kann. Daraus ergibt sich, daß der hintere mittlere Abschnitt der beweglichen Wand, der das Dreiwegeventil enthält, ebenfalls in den Innenraum hineinragt.
Daraus ergibt sich, daß, wenn der Fahrer das mit der Steuerstange des Servomotors verbundene Bremspedal betätigt, der Servomotor unter Atmosphärendruck stehende Luft in den Fahrgastraum ansaugt. Die durch die Betätigung des Servomotors in Bewegung gesetzte Luft erzeugt dann Geräusche, die vollständig in den Fahrgastraum übertragen werden.
Es gab bereits unterschiedliche Lösungsversuche für dieses Problem. Beispielsweise sieht das Dokument FR-A-2 551 009 Mittel zur Führung der Luft in der unmittelbaren Umgebung des Dreiwegeventils vor diesem und nach diesem vor.
Das Dokument FR-A-2 516 880 sieht eine Geräuschdämpfungsvorrichtung mit zellenartigem Schaum vor, die im Inneren des hinteren mittleren Abschnittes des beweglichen Wandaufbaus angeordnet ist, wobei diese Vorrichtung eine Außenfläche aufweist, die an der Innenfläche dieses hinteren mittleren Abschnittes anliegt, wobei das Innere der Vorrichtung mit durchgehenden Durchgangsöffnungen, die entlang der Richtung der Steuerstange ausgerichtet sind, versehen ist, um einen Strömungsdurchgang für die Luft durch die Vorrichtung hindurch bereitzustellen.
Das Dokument DE-A-3 924 672 sieht dagegen einen Servomotor vor, bei dem der Entnahmestutzen der unter Atmosphärendruck stehenden Luft im Motorraum des Fahrzeugs angeordnet ist.
Jedoch weisen diese Lösungen aus dem Stand der Technik immer noch Vorrichtungen auf, die ungenügend oder aus Kostengründen nicht anwendbar sind, da sie zu aufwendig sind. Außerdem setzen diese Systeme zur Verminderung von Betriebsgeräuschen Hindernisse auf dem Weg der sich in Bewegung befindlichen Luft ein, was die Ansprechzeit des Servomotors zu Beginn seiner Betätigungsphase erhöht.
Außerdem haben von der Anmelderin durchgeführte Untersuchungen gezeigt, daß die Hauptquelle des durch die Betätigung eines Servomotors erzeugten Geräuschs das Dreiwegeventil selbst ist, welches der sich bewegenden Luft einen verwinkelten Weg vorgibt, wodurch Zischgeräusche erzeugt werden, die störend werden können.
Die vorliegende Erfindung hat somit zur Aufgabe, einen Servomotor zu schaffen, dessen Betrieb geräuscharm ist, indem einfache, zuverlässige und kostengünstige Mittel verwendet werden, ohne die Ansprechzeit des Servomotors negativ zu beeinflussen.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung einen Servomotor des oben dargestellten Typs dar, bei dem die erste ringförmige Fläche und die zweite ringförmige Fläche über eine allgemein kegelstumpfförinige Fläche zum Führen von sich in Bewegung befindender Luft hinter dem ersten Ventilsitz verbunden sind, wenn dieser zur ersten ringförmigen Fläche einen Abstand hat.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlich aus der nachfolgenden Beschreibung eines beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegebenen Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen zeigen:
- Figur 1 einen Längsschnitt, in welchen der hintere mittlere Abschnitt eines erfindungsgemäßen pneumatischen Bremsunterstützungs-Servomotors dargestellt ist;
- Figur 2 eine Ansicht entsprechend derjenigen von Figur 1 einer Ausführungsvariante; und
- Figur 3 in einem größeren Maßstab das Dreiwegeventil, mit dem der erfindungsgemäße Servomotor versehen ist.
In den Figuren ist der hintere mittlere Abschnitt eines Bremsunterstützungs-Servomotors dargestellt, der dafür vorgesehen ist, in üblicher Weise zwischen dem Bremspedal eines Fahrzeugs und dem Hauptzylinder angeordnet zu werden, der den hydraulischen Bremskreis des Fahrzeugs steuert. Es ist Konvention, mit "vorne" bezüglich des Servomotors dessen zum Hauptzylinder gerichteten Abschnitt und mit "hinten" bezüglich des Servomotors dessen zum Bremspedal gerichteten Abschnitt zu bezeichnen. In den Figuren befindet sich somit "vorne" auf der linken Seite, und "hinten" befindet sich auf der rechten Seite.
Der Servomotor weist ein schalenförmiges Außengehäuse 10 auf, das zu einer Achse X-X' rotationssymmetrisch ist. Von diesem Gehäuse 10 ist in den Figuren nur der hintere mittlere Abschnitt dargestellt.
Im Inneren des Gehäuses 10 grenzt ein beweglicher Wandaufbau 12 eine vordere Kammer 14 und eine hintere Kammer 16 ab. Der beweglichen Wand 12 ist eine nachgiebige Abrollmembran aus einem Elastomer zugeordnet, deren Innenumfangsrand mittels eines Wulstes 18 in dichter Weise in einem hohlen Unterstützungskolben 20 aufgenommen ist, der entlang der Achse X-X' des Servomotors angeordnet ist, und deren (nicht dargestellter) Außenumfangsrand in dichter Weise am Außengehäuse 10 befestigt ist.
Der hohle Kolben 20 ist nach hinten in der Form eines rohrförmigen Abschnittes 22 verlängert, der die hintere Wand des Gehäuses 10 in dichter Weise durchquert. Eine zwischen dem Kolben 20 und der (nicht dargestellten) vorderen Wand des Gehäuses 10 angeordnete Druckfeder 24 hält den Kolben 20 normalerweise in der in den Figuren dargestellten hinteren Ruhestellung, in welcher die hintere Kammer 16 ihr minimales Volumen und die vordere Kammer 14 ihr maximales Volumen haben.
In dem mittleren Abschnitt der beweglichen Wand, der vor dem rohrförmigen hinteren Abschnitt 22 angeordnet ist, weist der Kolben 20 eine Bohrung 26 auf, in welchem verschiebbar ein Tauchkolben 28 aufgenommen ist, der ebenfalls zur Achse X-X' rotationssymmetrisch ist. Das vordere Ende einer Steuerstange 30 des Servomotors, die ebenfalls entlang der Achse X-X' angeordnet ist, ist in einer Blindbohrung des Tauchkolbens 28 nach Art eines Kugelgelenks aufgenommen.
Das (nicht dargestellte) hintere Ende der Steuerstange 30, das aus dem rohrförmigen Abschnitt 22 nach außen hervorsteht, wird direkt von dem (nicht dargestellten) Bremspedal des Fahrzeugs gesteuert.
Der ringförmige Raum 32 um die Steuerstange 30 herum kann mit der hinteren Kammer 16 über einen radialen Durchgang 34, der in dem mittleren Abschnitt des Kolbens 20 gebildet ist, in Verbindung stehen, wenn von dem Tauchkolben 28 gesteuerte Unterstützungsmittel betätigt sind.
Diese Unterstützungsmittel enthalten in herkömmlicher Weise, wie dies am besten in Figur 3 zu sehen ist, ein Dreiwegeventil, das ein ringförmiges Ventilelement 36 und zwei ringförmige Ventilsitze 20a und 28a aufweist, die am hinteren Abschnitt des mittleren Abschnittes des Kolbens 20 bzw. am hinteren Abschnitt des Tauchkolbens 28 ausgebildet sind, sowie eine Ventilelementfeder 37, die das Ventilelement 36 in Richtung der Sitze 20a und 28a beaufschlagt.
Wenn sich die Steuerstange 30 in der hinteren Ruhestellung befindet, bildet das Dreiwegeventil normalerweise eine Verbindung zwischen den beiden Kammern 14 und 16 des Servomotors über den radialen Durchgang 34 und einen im wesentlichen axialen Durchgang 38, der in dem mittleren Abschnitt des Kolbens 20 gebildet ist, wobei der Ventilsitz 20a geringfügig von dem ringförmigen Ventilelement 36 beabstandet ist.
Wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal betätigt, resultiert daraus eine Bewegung der Steuerstange 30, des Tauchkolbens 28 und des Ventilelementes 36 nach vorne, wobei das Ventilelement in einer ersten Phase die Kammern 14 und 16 voneinander isoliert, indem der Ventildurchgang 20a-36 geschlossen wird, und dann in einer zweiten Phase den Ventildurchgang 28a-36 öffnet und die Verbindung zwischen der hinteren Kammer 16 und dem ringförmigen Raum 32 freigibt.
Bei einer herkömmlichen Konzeption des Dreiwegeventils, wie sie durch das oben genannte Dokument DE-A-3 924 672 gezeigt ist, steht der ringförmige Raum 32 mit der Außenatmosphäre in axialer Richtung in Verbindung, also um die Steuerstange 30 herum. Somit wird die Luft in die hintere Kammer 16 über den Ventildurchgang 28a-36 zwischen dem Ventilelement 36 und dem Ventilsitz 28a angesaugt, der an dem Tauchkolben 28 gebildet ist.
Bei einer solchen Konzeption bildet der Spalt, der von dem Ventildurchgang 28a-36 gebildet ist, eine Geräuschquelle. Üblicherweise ist zwischen der Steuerstange und dem hinteren Ende des rohrförmigen Abschnittes 22 ein Filter angeordnet, um sowohl die Luft zu filtern als auch Geräusche zu dämpfen. Im Hinblick auf die letztgenannte Funktion stellt der Filter einen großen Widerstand für den Durchgang der Luft und somit eine Beeinträchtigung der Arbeitsweise des Servomotors dar, was die Ansprechzeit des Servomotors verschlechtert.
Die vorliegende Erfindung hat genauer gesagt zur Aufgabe, das Geräusch, das von dem Dreiwegeventil erzeugt wird, zu vermindern, indem mindestens eine Führungsfläche für die sich in Bewegung befindende Luft vorgesehen ist. Wie am besten in Figur 3 zu sehen ist, sind die ringförmigen Flächen des Ventilelementes 36, die mit den Ventilsitzen 20a und 28a zusammenwirken, versetzt und über eine annähernd kegelstumpfförmige Fläche miteinander verbunden.
Genauer gesagt weist die nach vorne gerichtete Fläche des Ventilelementes eine erste ebene ringförmige Fläche A auf, die mit dem am Tauchkolben 28 gebildeten Ventilsitz 28a zusammenwirkt, und eine zweite ebene ringförmige Fläche B, die mit dem Ventilsitz 20a zusammenwirkt, der an dem Kolben 20 gebildet ist, wobei die ringförmige Fläche B in einer Querebene gebildet ist, die vor der Querebene angeordnet ist, welche die ringförmige Fläche A enthält, und einen Innendurchmesser hat, der größer als der Außendurchmesser der Fläche A ist. Diese beiden Flächen A und B sind miteinander durch eine dritte Fläche C mit allgemein kegelstumpfförmiger Gestalt verbunden.
Das Ventilelement 36 kann, wie dies in der oberen Hälfte von Figur 3 dargestellt ist, aus zwei ringförmigen Elementen 40 und 42 bestehen, die jeweils eine der ebenen ringförmigen Flächen A und B tragen, wobei die kegelstumpfförmige Fläche C durch den Innenumfang des Elementes 42 gebildet ist. Es kann ein Ring 44 verwendet werden, um die Elemente 40 und 42 miteinander zu verbinden.
Das Ventilelement 36 kann auch, wie dies in der unteren Hälfte von Figur 3 dargestellt ist, durch ein einziges Element gebildet sein, an welchem die drei Flächen A, B und C gebildet sind. Der Einsatz 46, der üblicherweise zur Verstärkung des Ventilelementes 36 verwendet wird, kann seinerseits in einer Konfiguration mit zwei Ebenen gebildet sein, so daß die Flächen A und B bei ihrem Zusammenwirken mit den Ventilsitzen 20a und 28a dieselbe Elastizität aufweisen.
In den beiden oben genannten Fällen kann die Fläche C vorteilhafterweise mit der Fläche A über eine abgerundete Fläche D verbunden sein, wie dies in der unteren Hälfte von Figur 3 zu sehen ist. Außerdem könnte in diesen beiden Fällen vorteilhafterweise die ringförmige Fläche B so ausgebildet werden, daß ihr Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Ventilsitzes 20a ist, der wiederum im wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung 26 entspricht. Auf diese Weise wird jegliche Diskontinuität in der Führung der Luft zwischen der Fläche A, der Fläche C und der Wand der Bohrung 26 verhindert.
Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, daß der halbe Winkel an der Spitze der kegelstumpfförmigen Fläche C zwischen 15 und 75 Grad betragen kann, wobei ein Wert von 30 Grad für diesen Winkel, was zu einem Winkel von 60 Grad zwischen der Fläche C und der Bohrung der Wand 26 führt, als der Wert betrachtet werden kann, der die besten Ergebnisse liefert.
Aus den vorhergehenden Erläuterungen ist zu ersehen, in welcher Weise es die Erfindung ermöglicht, das Betriebsgeräusch des Dreiwegeventils zu vermindern. Bei der Betätigung der Steuerstange 30 berührt die ringförmige Fläche B zuerst den Ventilsitz 20a, um die Kammern 14 und 16 voneinander zu isolieren. Danach beginnt der Ventilsitz 28a, sich von der ringförmigen Fläche A zu entfernen, um der unter Atmosphärendruck stehenden Luft in dem ringförmigen Raum 32 zu ermöglichen, über den Ventildurchgang 40-28a und den radialen Durchgang 34 in die hintere Kammer 16 einzudringen.
Es ist zu sehen, daß die sich in Bewegung befindende Luft ab ihrem Austritt aus dem Ventildurchgang 28a-40 von der Fläche C geführt ist, um zu verhindern, daß sie abrupt auf die Wand der Bohrung 26 trifft und Turbulenzen auftreten, die in Kombination mit dem Spalt des Ventildurchgangs Zischgeräusche erzeugen, die in den Innenraum des Fahrzeugs übertragen werden würden. Die Anmelderin konnte in dem Spektrum der Betriebsgeräusche des Servomotors bereits allein durch diese Anordnung gegenüber einem herkömmlichen Dreiwegeventil eine Verminderung von über 10 dB in einem Frequenzbereich zwischen 50 Hz und 1500 Hz feststellen, was einer sehr deutlichen Verminderung der Geräusche entspricht.
Eine solche Verbesserung der Betriebsgeräusche wird außerdem ohne jegliche Verlängerung der Ansprechzeit des Servomotors erzielt; es wurde sogar eine Verbesserung dieser Ansprechzeit festgestellt. Es wird nämlich gemäß der Erfindung das Strömen der in die hintere Kammer eintretenden Luft durch die besondere Form des Ventilelementes 36 verbessert. Da außerdem der Strömungsquerschnitt vor dem Dreiwegeventil in einer Querebene zwischen dem Tauchkolben 28 und der Bohrung 26 konstant ist, ist auch der Luftdurchsatz verbessert und die Ansprechzeit vermindert.
Diese Leistungen können durch zusätzliche Mittel zur Führung der sich in Bewegung befindenden Luft vor dem Dreiwegeventil weiter verbessert werden. Beispielsweise kann ein Ring 48 zwischen der Steuerstange 30 und der Blindbohrung des Tauchkolbens 28 angeordnet sein, wobei dieser Ring aus einem nachgiebigen Material ausgebildet ist, um die Anbringung der Steuerstange 30 in dem Tauchkolben 28 nach Art eines Kugelgelenks nicht zu beeinträchtigen. Das Profil des hinteren Endes des Ringes 48 ist abgeschrägt, um die Profile der Steuerstange 30 und des Ventilsitzes 28a miteinander zu verbinden.
Außerdem kann ein Ring 50 an der hinteren Fläche des Ventilelementes 36 angeordnet werden, der beispielsweise als Abstützung für die Feder 37 dient, die sich an der anderen Seite an einem Teller 52 abstützt, der fest mit dem rohrförmigen hinteren Abschnitt 22 des Kolbens 20 verbunden ist, wodurch insgesamt ein im wesentlichen geschlossenes Volumen für die Feder 37 gebildet und verhindert ist, daß die sich in Bewegung befindende Luft in dieses Volumen eindringt und zusätzliche Geräusche erzeugt.
Die Anmelderin hat außerdem eine weitere Quelle von Betriebsgeräuschen eines Servomotors festgestellt. Bei einer herkömmlichen Konzeption eines Servomotors, wie sie in dem oben genannten Dokument DE-A-3 924 672 gezeigt ist, gelangt die unter Atmosphärendruck stehende Luft zu dem Dreiwegeventil, nachdem sie die Windungen der Rückstellfeder der Steuerstange durchquert hat, was ein Hindernis für den Durchgang der sich in Bewegung befindenden Luft darstellt, der nur ein verminderter Durchgangsquerschnitt angeboten ist, was zu Turbulenzen der sich in Bewegung befindenden Luft führt, wodurch Geräusche erzeugt werden.
Die vorliegende Erfindung sieht auch vor, diese Geräuschquelle zu vermeiden. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine Trennung zwischen der sich in Bewegung befindenden Luft vor dem Dreiwegeventil und der Rückstellfeder der Steuerstange vor.
In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform einer solchen Trennung dargestellt, die in diesem Beispiel aus einer zylindrischen Muffe 60 besteht, die in dem rohrförmigen hinteren Abschnitt 22 angeordnet ist. Die Muffe 60 liegt beispielsweise mit ihrem vorderen Ende an dem hinteren Ende des Tellers 52 an, der als Abstützung für die Feder des Ventilelementes 37 und zur Befestigung des hinteren Endes des Ventilelementes 36 an dem rohrförmigen hinteren Abschnitt 22 dient.
Das vordere Ende der Muffe 60 könnte vorteilhafterweise eine kugelförmige konkave Gestalt haben, und die hintere Fläche des Tellers 52 könnte eine konvexe kugelförmige Gestalt mit demselben Radius und demselben Mittelpunkt haben, der annähernd in der Mitte der Anbringung der Steuerstange 30 und des Tauchkolbens 28 nach Art eines Kugelgelenks liegt, so daß die Funktion dieser Anbringung nach Art eines Kugelgelenks möglich ist.
Die Muffe 60 hat einen Außendurchmesser, der insbesondere kleiner als der Innendurchmesser des rohrförmigen Abschnittes 22 ist, um zwischen diesen Elementen ein ringförmiges Volumen 62 zu bilden. In dem vorderen Ende der Muffe 60 sind Öffnungen 64 ausgebildet, um den Raum 32 und das Volumen 62 miteinander zu verbinden.
Die Muffe 60 ist außerdem an ihrer Innenfläche mit einem radialen inneren Absatz 66 versehen, der hinter den Öffnungen 64 gebildet ist, um als Abstützung für eine Druckfeder 68 zu dienen, die sich auch an einem Absatz 70 der Steuerstange 30 abstützt und die Funktion einer Rückstellfeder für die Steuerstange hat. Eine torische Dichtung 72 gewährleistet die Dichtigkeit zwischen der Steuerstange 30 und der Muffe 60. Die Muffe 60 bildet somit eine Trennung des ringförmigen Raumes 62 in ein ringförmiges Volumen 62, das mit dem Dreiwegeventil 36 über die Öffnungen 64 in Verbindung steht, und in eine durch die Absätze 66 und 70 gebildete Aufnahme für die Rückstellfeder 68 der Steuerstange 30.
Es ist somit zu sehen, daß bei der Betätigung der Steuerstange 30 die unter Atmosphärendruck stehende Luft zur hinteren Kammer 16 des Servomotors gelangen kann, indem sie durch das ringformige Volumen 62, die Öffnungen 64 und den ringförmigen Raum 32 strömt. Die sich in Bewegung befindende Luft strömt somit außen um die Rückstellfeder 68 herum, was die Geräuschquelle beseitigt, welche durch die Feder gebildet würde, wobei die sich im Bereich der Feder 68 befindende Luft aufgrund der Dichtung 72 stationär verbleibt.
Aufgrund der Erfindung ermöglicht die Muffe 60 in vorteilhafter Weise, die Quelle von Betriebsgeräuschen des Servomotors zu beseitigen, die durch die Rückstellfeder der Steuerstange gebildet ist, und sie ermöglicht außerdem, die weitere Geräuschquelle zu vermindern, die durch das Dreiwegeventil gebildet ist und bereits durch das oben beschriebene Ventilelement 36 gedämpft wurde.
Außerdem ermöglicht die Muffe 60 die Anbringung einer Dämpfungsvorrichtung im ringförmigen Volumen 62. Es kann insbesondere die Muffe 60 auf ihrer Außenfläche mit Flügeln 74 versehen werden, die dafür vorgesehen sind, den Weg der Luft vor den Öffnungen 64 zu verlängern. Die Flügel 74 können einstückig mit der Muffe 60, beispielsweise durch Gießen, gebildet sein, um Schikanen im Durchgang der Luft in dem Volumen 62 zu bilden, oder um einen Weg oder mehrere Wege mit schraubenförmiger Gestalt zu bilden.
Die Flügel 74 könnten das gesamte Volumen 62 einnehmen oder nur einen Teil von diesem einnehmen, wobei der Rest des Volumens 62 mit einem schallabsorbierenden Material gefüllt ist. Selbstverständlich ist der Flügel 74 bzw. sind die Flügel 74 so angeordnet, daß sie den Weg der Luft verlängern, ohne die Bewegung zu behindern, so daß die Ansprechzeit des Servomotors nicht vermindert ist.
Um die Ausbreitung der Betriebsgeräusche des Servomotors weiter einzuschränken, können Hindernisse oder Schikanen, beispielsweise 76, 78 und 80, in dem Weg der Luft angeordnet werden, bevor sie das Volumen 62 erreicht, und es kann ein Balg 82 aus einem porösen und verf ormbaren Material verwendet werden, beispielsweise einem porösen Elastomer, das eine der Außenatmosphäre ausgesetzte große Fläche aufweist und somit quasi kein Hindernis für die sie durchquerende Luft darstellt, wobei der Balg gleichzeitig die Funktion eines Anti-Staub-Filters erfüllen kann.
Es ist somit zu sehen, daß das von dem Dreiwegeventil erzeugte Betriebsgeräusch, welches bereits durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Ventilelementes 36 stark gedämpft wurde, durch die Länge des durch den Flügel 74 oder die Flügel 74 in dem Volumen 62 vorgegebenen Weges, das schallabsorbierende Material und die möglicherweise vorhandenen Schikanen 78 bis 80 weiter gedämpft ist und nicht mehr in den Innenraum des Fahrzeugs übertragen wird.
In Figur 2 ist eine Variante der Ausführungsform von Figur 1 dargestellt, wobei die gleichen Elemente dieselben Bezugszeichen tragen.
Gemäß dieser Variante ist die Muffe 60 auf ihrer Außenfläche mit einem radialen äußeren Absatz 66' ausgebildet, der als Abstützung für die Feder 68 dient. Die Steuerstange 30 ist außerdem fest mit einer Muffe 84 verbunden, die um die Muffe 60 herum verschiebbar ist. Das vordere Ende der Muffe 84 bildet einen Anschlag 70', der als Anlage für die Feder 68 dient. Die Muffe 60 ist wie oben beschrieben mit einem konkaven kugelförmigen vorderen Ende ausgestaltet, um mit der hinteren Fläche des Tellers 52 zusammenzuwirken.
Die Muffe 60 bildet somit, wie in Figur 1, durch Zusammenwirken mit dem Teller 52 und der Muffe 84 eine Trennung des ringförmigen Raumes 32 in ein ringförmiges Volumen 62', das mit dem Dreiwegeventil 36 in Verbindung steht, und einer durch die Absätze 66' und 70' gebildeten Aufnahme für die Rückstellfeder 68 der Steuerstange 30. Das ringförmige Volumen 62' kann mit der Außenatmosphäre über Öffnungen 86 in Verbindung stehen, die in dem hinteren Ende der Muffe 84 gebildet sind.
Es ist wiederum zu sehen, daß bei der Betätigung der Steuerstange 30 die unter Atmosphärendruck stehende Luft zur hinteren Kammer 16 des Servomotors gelangen kann, indem sie durch die Öffnungen 86, das ringförmige Volumen 62' und den ringförmigen Raum 32 strömt. Die sich in Bewegung befindende Luft umgeht somit die Rückstellfeder 68, diesmal von innen, was die Geräuschquelle beseitigt, welche die Feder bilden würde.
Wie oben gesehen wurde, kann an der Innenfläche der Muffe 60 in dem Volumen 62' ein Flügel oder mehrere Flügel gebildet werden, um Schikanen oder Wege mit schraubenförmiger Gestalt zu bilden. Diese Flügel nehmen an der Zentrierung der Muffe 60 um die Steuerstange 30 herum in gleicher Weise wie die Zwischenelemente teil, die mit dem Bezugszeichen 88 in Figur 2 dargestellt wurden. Die beschriebene Vorrichtung kann auch dadurch verbessert werden, daß Schikanen 78' und 80 sowie ein nachgiebiger poröser Balg 82 verwendet werden.
Die oben beschriebenen verschiedenen Anordnungen, die gleichzeitig verwendet werden, und insbesondere das Ventilelement 36, das die drei Flächen A, B und C in Verbindung mit der Muffe 60 der Figuren 1 und 2 enthält, ermöglichen einen Servomotor zu schaffen, der bei einer deutlich verbesserten Ansprechzeit sehr viel geräuscharmer als ein Servomotor herkömmlicher Konzeption ist.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es können an ihr zahlreiche Veränderungen vorgenommen werden, die sich dem Fachmann eröffnen.

Claims

1. Pneumatischer Bremsunterstützungs-Servomotor, mit einem Gehäuse (10), das eine Symmetrieachse (X-X') aufweist und in dichter Weise durch einen beweglichen Wandaufbau (12, 20) in eine permanent mit einer Unterdruckquelle verbundene vordere Kammer (14) und eine hintere Kammer (16) unterteilt ist, die selektiv mit der vorderen Kammer (14) oder der Außenatmosphäre über ein Dreiwegeventil (36) verbunden ist, das von einem Tauchkolben (28) betätigt wird, der in einer Bohrung (26) der beweglichen Wand (12, 20) gleitet und fest mit einer axialen Steuerstange (30) verbunden ist, die der Wirkung einer Rückstellfeder (68) ausgesetzt ist, die in einem ringförmigen Raum (32) zwischen der Steuerstange (30) und einem aus dem Gehäuse (10) nach außen hervorstehenden, hinteren rohrförmigen Abschnitt (22) des beweglichen Wandaufbaus (12, 20) angeordnet ist, wobei das Dreiwegeventil (36) in diesem hinteren rohrförmigen Abschnitt (22) angeordnet ist und ein Ventilelement (36) aufweist, das über eine erste ringförmige Fläche (A) mit einem ersten Ventilsitz (28a) zusammenwirkt, der an dem Tauchkolben (28) gebildet ist, und über eine zweite ringförmige Fläche (B) mit einem zweiten Ventilsitz (20a), der an der beweglichen Wand (20) gebildet ist, wobei die erste ringformige Fläche (A) und die zweite ringförmige Fläche (B) in unterschiedlichen Querebenen liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste ringförmige Fläche (A) und die zweite ringförmige Fläche (B) über eine allgemein kegelstumpfförmige Fläche (C) zum Führen von sich in Bewegung befindender Luft hinter dem ersten Ventilsitz (28a) verbunden sind, wenn er von der ersten ringförmigen Fläche (A) entfernt ist.

2. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite ringförmige Fläche (B) in einer Querebene angeordnet ist, die vor der Querebene liegt, in welcher die erste ringförmige Fläche (A) angeordnet ist, und einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser der ersten ringförmigen Fläche (A) ist.

3. Servomotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der halbe Winkel an der Spitze der kegelstumpfförmigen Fläche (C) zwischen 15 und 75º beträgt.

4. Servomotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der zweiten ringförmigen Fläche (B) im wesentlichen gleich dem Durchmesser des zweiten Ventilsitzes (20a) und dem Durchmesser der Bohrung (26) in der beweglichen Wand (12, 20) ist.

5. Servomotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite ringförmige Fläche (B) und die kegelstumpfförmige Fläche (C) an einem ringförmigen Element (42) gebildet sind, das fest mit einem ringförmigen Element (40) verbunden ist, an welchem die erste ringförmige Fläche (A) gebildet ist.

6. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste ringförmige Fläche (A), die zweite ringförmige Fläche (B) und die kegelstumpfförmige Fläche (C) an demselben Element (36) gebildet sind.

7. Servomotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste ringförmige Fläche (A) und die kegelstumpfförmige Fläche (C) miteinander durch eine abgerundete Fläche (D) verbunden sind.

8. Servomotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem Mittel zur Führung von sich in Bewegung befindender Luft vor dem ersten Ventilsitz (28a) aufweist.

9. Servomotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Führen von sich in Bewegung befindender Luft vor dem ersten Ventilsitz (28a) einen Ring (48) aus nachgiebigem Material enthalten, die zwischen der Steuerstange (30) und dem Tauchkolben (28) angeordnet ist, wobei das Profil des Ringes (48) das Profil der Steuerstange (30) und das Profil des ersten Ventilsitzes (28a) miteinander verbindet.

10. Servomotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Führen von sich in Bewegung befindender Luft vor dem ersten Ventilsitz (28a) eine Hülse (50) enthalten, die an der hinteren Fläche des Ventilelementes (36) angeordnet ist, um mit einem Teller (52) ein im wesentlichen abgeschlossenes Volumen für eine Feder (37) zu bilden, welche das Ventilelement (36) nach vorne beaufschlagt.

11. Servomotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Führen von sich in Bewegung befindender Luft vor dem ersten Ventilsitz (28a) eine Muffe (60) enthalten, welche den ringförmigen Raum (32) zwischen der Steuerstange (30) und dem hinteren rohrförmigen Abschnitt (22) in ein ringförmiges Volumen (62, 62'), das mit dem Dreiwegeventil (36) in Verbindung steht, und in eine Aufnahme (66, 70; 66', 70') für die Rückstellfeder (68) unterteilt.

12. Servomotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der das ringförmige Volumen (60, 62') abgrenzenden Fläche der Muffe (60) wenigstens ein Flügel (74) gebildet ist.

13. Servomotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Volumen (62, 62') ein schallabsorbierendes Material enthält.