DE69415404T2

DE69415404T2 - Pneumatischer Kraftverstärker

Info

Publication number: DE69415404T2
Application number: DE69415404T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Kofu-Shi Yamanashi-Ken Amari; Takanobu Kofu-Shi Yamanashi-Ken Enomoto; Nobumaro Nakakoma-Gun Yamanashi-Ken Osaka
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2014-06-09
Also published as: ES2126712T3; EP0629535B1; DE69415404D1; US5558001A; EP0629535A3; EP0629535A2; JPH0769207A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Kraftverstärker, der in einem Bremssystem eines Fahrzeugs oder dergleichen verwendet wird.
Ein bekannter pneumatischer Kraftverstärker ist mit einer Konstantdruckkammer versehen, in der ein Unterdruck konstant wirkt, und mit einer Kammer für einen veränderlichen Druck, deren Druck durch einen Schaltbetrieb eines Ventils reguliert werden kann. Wenn eine Kraft an einen mit einem Bremspedal verbundenen Eingangsschaft angelegt wird, wird das Ventil betätigt, so dass der atmosphärische Druck auf die Kammer für einen veränderlichen Druck wirkt. Folglich wird die Kraft an eine Membran angelegt, welche die Konstantdruckkammer und die Kammer für einen variablen Druck teilt, und die Kraft wird auf einen Ausgangsschaft übertragen. Wenn die an den Eingangsschaft angelegte Kraft entfernt wird, gestattet das Ventil eine Verbindung zwischen der Konstantdruckkammer und der Kammer für einen veränderlichen Druck. Folglich wird die an den Ausgangsschaft angelegte Kraft kompensiert. Ein derartiger Kraftverstärker ist aus der US 5,526,729 bekannt.
Bei dem konventionellen pneumatischen Kraftverstärker besitzt das Schaltventil einen leicht deformierbaren Abschnitt und folglich den Nachteil, dass, wenn die Druckdifferenz zwischen der Konstantdruckkammer und der Kammer für einen veränderlichen Druck groß ist, eine Luftleckage auftritt, und folglich der gewünschte Betrieb nicht zufriedenstellend ausgeführt werden kann. Dieses Problem ist besonders ausgeprägt bei einem pneumatischen Kraftverstärkertyp, in dem komprimierte Luft in die Kammer für einen veränderlichen Druck eingespeist wird.
In Anbetracht der oben beschriebenen Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen pneumatischen Kraftverstärker zu schaffen, der derart konstruiert ist, dass das Schaltventil sogar unter einer großen Druckdifferenz zu einem stabilen Betrieb fähig ist.
Die DE-A-38 36 609 offenbart einen pneumatischen Kraftverstärkertyp gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, In dieser Druckschrift ist ein Kraftverstärker offenbart, in dem ein Ventilteil vorgesehen ist, das ein starres integrales Verstärkungsteil und ein Dichtungsteil umfasst, wobei sich das Ventilteil von einem Ende eines zylindrischen Abschnitts radial nach außen erstreckt, um mit einem Ventilsitz in Eingriff zu treten.
Zu diesem Zweck schafft die vorliegende Erfindung einen pneumatischen Kraftverstärker, umfassend:
ein Gehäuse, das in seinem Inneren einen Raum abgrenzt;
eine Membran, die den Raum im Inneren des Gehäuses in eine Konstantdruckkammer und in eine Kammer für einen veränderlichen Druck unterteilt;
einen Ventilkörper, der hermetisch an der Membran befestigt ist und der einen ersten Kanal besitzt, der die Konstantdruckkammer mit der Kammer für einen veränderlichen Druck verbindet;
einen Plunger, der verschiebbar in dem Ventilkörper eingepasst ist und in Reaktion auf eine Bewegung eines Eingangsschaftes beweglich ist;
einen zweiten Kanal, der einen Abschnitt besitzt, der sich in den Plunger erstreckt, und einen anderen Abschnitt, der sich in den Ventilkörper und um den Plunger herum erstreckt und die Innenseite der Kammer für einen veränderlichen Druck mit der Außenseite des Ventilkörpers verbindet;
Ventilmittel, die in Reaktion auf die Bewegung des Plungers betätigbar sind, zum Öffnen des zweiten Kanals, während der erste Kanal verschlossen wird, und zum Schließen des zweiten Kanals, während der erste Kanal geöffnet wird, wobei die Ventilmittel ein Ventilteil umfassen, das zumindest den zweiten Kanal öffnen und schließen kann, das Ventilteil umfassend einen Ventilabschnitt und einen zylindrischen Abschnitt, wobei der Ventilabschnitt und der zylindrische Abschnitt ein starres integrales Verstärkungsteil und ein Dichtungsteil umfassen, das eine Fläche des Verstärkungsteils überzieht;
dadurch gekennzeichnet, dass der Plunger ein erstes Schiebeteil, das mit einem Ausgangsschaft verbindbar ist, und ein zweites Schiebeteil, das an einem Anschluss mit dem ersten Schiebeteil verbunden und mit dem Eingangsschaft verbindbar ist, umfasst;
wobei sich der Abschnitt des zweiten Kanals in das zweite Schiebeteil des Plungers erstreckt, und sich der andere Abschnitt des zweiten Kanals in den Ventilkörper und um das erste Gleitteil des Plungers herum erstreckt;
der zylindrische Abschnitt des Ventilteils auf einem Abschnitt des zweiten Schiebeteils des Plungers montiert ist und in der Axialrichtung des Plungers relativ zu dem Plunger und dem Ventilkörper beweglich ist;
worin das erste Schiebeteil einen Ventilsitz in dem zweiten Kanal umfasst, und sich der Ventilabschnitt des Ventilteils von einem Ende des zylindrischen Abschnittes radial nach innen erstreckt, so dass der Ventilabschnitt auf dem Ventilsitz aufliegen und sich von diesem trennen kann zum wahlweisen Herstellen und Unterbrechen einer Verbindung zwischen dem Abschnitt des zweiten Kanals in dem zweiten Schiebeteil und dem anderen Abschnitt des zweiten Kanals, der sich um das Schiebeteil herum erstreckt.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die den gesamten Aufbau eines pneumatischen Kraftverstärkers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen wesentlichen Teil des in Fig. 1 dargestellten pneumatischen Kraftverstärkers zeigt;
Fig. 2a ist eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht, die jedoch eine modifizierte Form der Anordnung von Fig. 2 darstellt;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die der Fig. 2 entspricht und einen wesentlichen Teil einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3a ist eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, die jedoch eine modifizierte Form der Anordnung von Fig. 3 darstellt;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die einen allgemeinen Aufbau eines konventionellen pneumatischen Kraftverstärkers zeigt.
Vor der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 ein Beispiel eines konventionellen pneumatischen Kraftverstärkers erläutert werden.
Ein konventioneller pneumatischer Kraftverstärker besitzt einen Aufbau, wie er z. B. in Fig. 4 dargestellt ist. Bezugnehmend auf diese Figur besitzt ein Gehäuse 1 im Inneren eine Membran 2, welche die Innenseite des Gehäuses in eine Konstantdruckkammer 3 und in eine Kammer für einen veränderlichen Druck 4 unterteilt. Die Konstantdruckkammer 3 wird durch eine Einlassöffnung 5 von einer Maschine mit einem Unterdruck versorgt. Die Mitte der Membran ist mit einer Öffnung 2a versehen, in der ein Ventilkörper 6 angeordnet ist. Der Ventilkörper 6 ist aus einem Körperabschnitt 7 und einem hohlen Schaftabschnitt 8 zusammengesetzt und mittels der Membran 2 durch eine Stützplatte 9 getragen, die an der Seite der Konstantdruckkammer in einer schichtartigen Anordnung über der Membran 2 liegt. Es ist anzumerken, dass sich der Schaftabschnitt 8 des Ventilköpers 6 bis zur Außenseite des Gehäuses 1 hermetisch durch die Rückseite des Gehäuses 1 erstreckt.
Der Körperabschnitt 7 des Ventilkörpers 6 ist mit einer Bohrung mit einem großen Durchmesser 10 und einer Bohrung mit einem kleinen Durchmesser 11 versehen, die hintereinanderliegend angeordnet sind. In der Bohrung mit großem Durchmesser 10 ist eine Gegendruckscheibe 13 (später beschrieben) und ein proximaler Endabschnitt mit großem Durchmesser 14a eines Ausgangsschaftes 14 untergebracht. In der Bohrung mit kleinem Durchmesser 11 ist ein Plunger 15 (später beschrieben) untergebracht. Der Ventilkörper 6 ist ferner mit einem Unterdruck-Kanal 16 und einem Luftkanal 17 versehen, die unabhängig voneinander sind, zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Kammer für einen veränderlichen Druck 4 und entweder der hohlen Innenseite des Schaftabschnittes 8 oder der Konstantdruckkammer 3. Der Plunger 15 ist verschiebbar in der Bohrung mit kleinem Durchmesser 11 untergebracht, und der hintere Endabschnitt des Plungers 15 ist mit einem Ende eines Eingangsschaftes verbunden, der sich in Reaktion auf die Betätigung eines Bremspedals (nicht gezeigt) bewegt. Sitzabschnitte 19 und 20 sind jeweils auf dem hinteren Ende des Plungers 15 und der Innenfläche des Schaftabschnittes 8 ausgebildet, einschließlich des Öffnungsrandes des Unterdruck-Kanals 16, so dass ein zylindrisches Ventil 21, das in dem Schaftabschnitt 8 angeordnet ist, auf den Sitzabschnitten 19 und 20 aufliegen und sich von diesen trennen kann.
Das Ventilteil 21 ist aus einem Ventilabschnitt 21a zusammengesetzt, der mit einem eingefügten Kernmaterial verschmolzen ist, und einem elastischen Dichtungsabschnitt 21b, der dem Ventilabschnitt 21a benachbart angeordnet ist. Der proximale Endabschnitt des Dichtungsabschnittes 21b ist an der Innenfläche des Schaftabschnittes 8 befestigt. Andererseits ist der Ventilabschnitt 21a des Ventilteils 21 in Richtung zu der Ausdehnungsseite hin durch eine Ventilfeder 22 vorgespannt, die an einer Seite des Ventilabschnittes mit dem Eingangsschaft 18 in Eingriff steht. Folglich wird das Ventilteil 21 durch die Vorspannkraft der Ventilfeder 22 normalerweise in einem Zustand positioniert, in dem der Unterdruck-Kanal 16 mit dem auf den zwei Sitzabschnitten 19 und 20 aufliegenden Ventilabschnitt 21a verschlossen ist. Es ist zu beachten, dass das Bezugszeichen 23 eine Rückstellfeder zum Rückstellen des Ventilkörpers 6 bezeichnet. Eine Haube 24 deckt einen Abschnitt des Schaftabschnittes 8 des Ventilkörpers 6 ab, der aus dem Gehäuse 1 herausragt. Ein Anschlag 25 begrenzt den verschiebbaren Bereich des Plungers 15.
In dem zuvor beschriebenen konventionellen pneumatischen Kraftverstärker bewegt sich der Eingangsschaft 18, wenn in dem in Fig. 4 gezeigten, außerbetrieblichen Zustand ein Bremspedal getreten wird, nach vorne (in der Ansicht in den Figuren nach links) und verursacht eine Verschiebung des Plungers 15. Folglich wird der Sitzabschnitt 19 des Plungers 15 von dem Ventilteil 21 getrennt, wodurch Luft durch den Luftkanal 17 in die Kammer für einen veränderlichen Druck 4 eingeleitet werden kann. Daraus resultierend wird eine Druckdifferenz zwischen der Konstantdruckkammer 3, die mit dem Maschinenunterdruck versorgt wird, und der Kammer für einen veränderlichen Druck 4, die mit der Luft versorgt wird, erzeugt, und folglich wird ein Vorwärtsschub an den Ventilkörper 6 angelegt. Der Schub wird durch die Gummigegendruckscheibe 13 und den Ausgangsschaft 14 auf einen Hauptzylinder (nicht gezeigt) übertragen, um eine Kraftverstärkungswirkung einzuleiten. Zu diesem Zeitpunkt wird die Gegendruckscheibe 13 bewegt, um durch Reaktion in die Bohrung mit kleinem Durchmesser 11 hineinzuragen, und die Reaktion der Bewegung der Gegendruckscheibe 13 wird durch den Plunger 15 auf den Eingangsschaft 18 übertragen. Andererseits wird, wenn das Bremspedal wieder freigegeben wird, der Plunger 15 durch die Kraft von der Gegendruckscheibe 13 zurückbewegt und verursacht eine Kontraktion des Ventilteils 21. Daraus resultierend wird die Luftzufuhr in die Kammer mit einem variablen Druck 4 abgeschnitten, während der Unterdruckkanal 16 geöffnet wird, um den Unterdruck in der Konstantdruckkammer 3 in die Kammer für einen variablen Druck 4 einzuleiten. Folglich wird die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 3 und 4 aufgehoben, und die Druckkraft verschwindet.
Bei dem oben beschriebenen konventionellen pneumatischen Kraftverstärker besitzt das Ventilteil 21 jedoch einen elastischen und leicht deformierbaren Dichtungsabschnitt 21b. Wenn eine große Druckdifferenz zwischen der Konstantdruckkammer 3 und der Kammer für einen veränderlichen Druck 4 erzeugt wird, kann deshalb das Ventilteil 21 deformiert werden und einen Spalt zwischen dem Ventilteil und den Sitzabschnitten 19 und 20 bilden, was eine Leckage verursacht. Die Deformation des Ventilteils 21 ist besonders groß bei einem pneumatischen Kraftverstärkertyp, in dem Druckluft aktiv zu der Kammer für einen veränderlichen Druck 4 geleitet wird, um den Differenzdruck zu verstärken und dadurch eine große Druckkraft zu erzielen. Deshalb besteht bei diesem Typ von pneumatischen Kraftverstärkern eine erhöhte Leckagegefahr.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des pneumatischen Kraftverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung. Es ist anzumerken, dass diese Ausführungsform für einen Kraftverstärkertyp gedacht ist, in dem, wie oben beschrieben, Druckluft verwendet wird. Der grundlegende Aufbau der Ausführungsform ist der gleiche, wie der des in Fig. 4 gezeigten konventionellen pneumatischen Kraftverstärkers. Aus diesem Grund werden die den in Fig. 4 gezeigten Abschnitten und Teilen gleichenden Abschnitte und Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und von einer Beschreibung dieser Abschnitt und Teile wird abgesehen. In dieser Ausführungsform ist der Körperabschnitt 7 des Ventilkörpers 6 integral mit einem Flanschabschnitt 7a ausgebildet, der einen relativ großen Durchmesser besitzt. Der Flanschabschnitt 7a ist anstelle der Stützplatte 9 (siehe Fig. 4) in einer geschichteten Anordnung auf der Membran 2 angeordnet und durch Verwendung eines Rückhalteteils 26 und Schrauben 28 an der Membran 2 befestigt. Der Schaftabschnitt 8 des Ventilkörpers 6 erstreckt sich in einem beachtlichen Ausmaß in einer rückwärtigen Richtung, und ein Abschnitt davon ist mit einer Verkleidung 30 abgedeckt, die mit der Rückseite des Gehäuses 1 verbunden ist.
Eine hermetisch abgeschlossene Luftkammer 31 ist zwischen der Verkleidung 30 und dem Schaftabschnitt 8 abgegrenzt. Einlassöffnungen 32 und 33, die jeweils in der Verkleidung 30 und dem Schaftabschnitt 8 vorgesehen sind, öffnen sich in die Luftkammer 31. Es ist zu beachten, dass eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Einlassöffnungen 33 in dem Schaftabschnitt 8 vorhanden sind. Eine pneumatische Vorrichtung 35 ist durch ein Rohr 34 mit der Einlassöffnung 32 der Verkleidung 30 verbunden. Die pneumatische Vorrichtung 35 beinhaltet einen Kompressor 36, einen Druckspeicher 37 und ein Rückschlagventil 38, das dazwischen angeordnet ist, so dass in dem Druckspeicher 37 gespeicherte komprimierte Luft, die einen vorbestimmten Druck besitzt, in die in der Verkleidung 30 befindliche Luftkammer 31 eingespeist wird.
Der Plunger 15 ist zusammengesetzt aus einem ersten Schiebeteil 41 mit einem relativ kleinen Durchmesser, das verschiebbar in der Bohrung mit kleinem Durchmesser 11 des Ventilkörpers 6 aufgenommen ist, und einem zweiten Schiebeteil 42 mit einem relativ großen Durchmesser, das verschiebbar in dem hohlen Schaftabschnitt 8 des Ventilkörpers 6 untergebracht und mit dem Eingangsschaft 18 verbunden ist. Das erste und das zweite Schiebeteil 41 und 42 sind zu einer Einheit integriert, indem ein Endabschnitt des ersten Schiebeteils 41 in ein axiales Loch eingepresst ist, das in dem zweiten Schiebeteil 42 vorgesehen ist. Der Außenumfang des ersten Schiebeteils 41 ist mit einem in der Form eines ringförmigen Vorsprungs ausgebildeten Sitzabschnitt 19 versehen. Zwischen dem Sitzabschnitt 19 und der vorderen Stirnfläche des zweiten Schiebeteils 42 ist ein vorbestimmter Abstand gehalten. Das zweite Schiebeteil 42 besitzt eine Vielzahl von Druckbeaufschlagungskanälen 43, die mit den Einlassöffnungen 33 des Schaftabschnittes 8 und auch mit einem um das erste Schiebeteil 41 herum befindlichen Raum in Verbindung stehen. Es ist anzumerken, dass der Anschlag 25 zum Begrenzen des Verschiebebereiches des Plungers 15 durch eine der Einlassöffnungen 33 in einen der Druckbeaufschlagungskanäle 43 eingefügt ist. Das zweite Schiebeteil 42, welches den Plunger 15 bildet, besitzt an seinem vorderen Ende einen Abschnitt 42a mit kleinem Durchmesser (siehe Fig. 2). Das Ventilteil 21 ist verschiebbar auf dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 42a befestigt. Wie deutlich in der Fig. 2 gezeigt, ist das Ventilteil 21 aus einem metallischen Verstärkungsteil 45 geformt, und ein Gummidichtungsteil 46 ist durch Vulkanisation an dem Verstärkungsteil 45 gehalten. Folglich bildet das gesamte Ventilteil 21, einschließlich dem Ventilabschnitt 21a und dem Dichtungsabschnitt 21b, eine starre Struktur. Das Dichtungsteil 46, welches das Ventilteil 21 bildet, bedeckt die Innen- und Außenflächen des Verstärkungsteils 45 an dem Ventilabschnitt 21a. Und an dem Dichtungsabschnitt 21b ist das Dichtungsteil 46 an der Seite des Verstärkungsteils 45 angeordnet, an der ein Gleitkontakt mit dem zweiten Schiebeteil 42 auftritt. An dem Dichtungsabschnitt 21b ist das Dichtungsteil 46 auf der Innenfläche des Dichtungsabschnittes 21b ausgebildet und besitzt eine Vielzahl von Rippen 46a, so dass das Ventilteil 21 durch die Rippen 46a mit dem zweiten Schiebeteil 42 in Gleitkontakt steht. Die Ventilfeder 22 ist zwischen der Endfläche des zweiten Schiebeteils 42 und dem Boden des Ventilteils 21 angeordnet. Folglich wird das Ventilteil 21 normalerweise in einem Zustand gehalten, in dem der Ventilabschnitt 21a auf den zwei Sitzabschnitten 20 und 19 aufliegt.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des wie oben beschrieben ausgebildeten pneumatischen Kraftverstärkers erläutert werden.
In dem in Fig. 1 dargestellten außerbetrieblichen Zustand wird komprimierte Luft von dem Druckspeicher 37 der pneumatischen Vorrichtung 35 in die in der Verkleidung 30 befindliche Luftkammer 31 eingespeist. Die komprimierte Luft wird von den in dem Schaftabschnitt 8 des Ventilkörpers 6 vorgesehenen Einlassöffnungen 33 durch die in dem zweiten Schiebeteil 42, das den Plunger 15 bildet, vorgesehen Druckbeaufschlagungskanälen 43 in die Innenseite des Ventilteils 21 geleitet. Wenn in dem außerbetrieblichen Zustand das Bremspedal betätigt wird, bewegt sich der Eingangsschaft 18 nach vorne (in der Ansicht gemäß den Figuren nach links). Folglich werden das zweite Schiebeteil 42 und das erste Schiebeteil 41, welche den Plunger 15 bilden, als eine Einheit verschoben und bewirken, dass sich der auf dem erste Schiebeteil 41 vorgesehene Sitzabschnitt 19 von dem Ventilabschnitt 21a des Ventilteils 21 trennt, wodurch es der komprimierten Luft gestattet wird, durch den Luftkanal 17 in die Kammer für einen veränderlichen Druck 4 eingeleitet zu werden. Als Resultat wird eine große Druckdifferenz zwischen der mit dem Maschinenunterdruck versorgten Konstantdruckkammer 3 und der mit der komprimierten Luft versorgten Kammer für einen veränderlichen Druck 4 erzeugt. Somit wird ein großer Vorwärtsschub an den Ventilkörper 6 angelegt. Der Schub wird durch die Gummigegendruckscheibe 13 zu dem Ausgangsschaft 14 übertragen, um einen Verstärkungsvorgang einzuleiten.
Andererseits wird bei einer Freigabe des Bremspedals der Plunger 15 durch die Kraft von der Gegendruckscheibe 13 zurückbewegt, was ein Zurückbewegen des Ventilteils 21 verursacht. Daraus resultierend wird die Zufuhr der komprimierten Luft in die Kammer für einen variablen Druck 4 abgeschnitten, während der Unterdruckkanal 16 geöffnet wird, um den in der Konstantdruckkammer 3 befindlichen Unterdruck in die Kammer für einen veränderlichen Druck 4 einzuleiten. Somit wird die Druckdifferenz zwischen den zwei Kammern 3 und 4 aufgehoben und der Schub verschwindet. In dieser Ausführungsform besitzt das Ventilteil 21 eine starre Struktur, die durch das Verstärkungsteil 45 geformt ist, und die folglich ausreichend eine große Druckdifferenz erträgt, die zwischen der Konstantdruckkammer 3 und der Kammer für einen veränderlichen Druck 4 produziert wird. Da bei dem Ventilkörper 21 das Dichtungsteil 46 auf der Seite des Ventilteils 21 vorgesehen ist, an der das Ventilteil 21 auf den Sitzabschnitten 19 und 20 aufliegt, und das Dichtungsteil 46 auch auf den Gleitflächen des Ventilteils 21 vorgesehen ist, können darüber hinaus zufriedenstellende Dichtungseigenschaften sichergestellt und auch die Ventilfunktion stabil beibehalten werden.
Obwohl in der vorangegangenen Ausführungsform die vorliegende Erfindung auf einen Kraftverstärkertyp angewendet ist, in dem Druckluft eingesetzt wird, ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung natürlich auch auf einen pneumatischen Allzweck-Kraftverstärker angewendet werden kann, wie er in der Fig. 4 gezeigt ist.
In einem derartigen Fall wird die äußere Umfangsfläche des Dichtungsabschnittes 21b des Ventilteils 21 in Gleitkontakt mit dem inneren Umfangsabschnitt des Schaftabschnittes 8 des Ventilkörpers stehen. Deshalb wird das Dichtungsteil 46 auf der Außenseite des Dichtungsabschnittes 21b angeordnet sein.
Es ist auch möglich, die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform zu modifizieren, so dass das Dichtungsteil 46 auf der Außenseite des Dichtungsabschnittes 21b angeordnet ist. Diese modifizierte Form ist in Fig. 2a gezeigt, in der eine Vielzahl von Rippen 46b in abdichtenden Kontakt mit der Innenfläche des Ventilkörpers steht.
Obwohl in der vorangegangenen Ausführungsform ein metallisches Material für das Verstärkungsteil 45 und ein Gummimaterial für das Dichtungsteil 46 verwendet wurden, können für diese Teile auch beliebige gewünschte Bestandteilmaterialien verwendet werden. Zum Beispiel ist es möglich, ein starres Kunststoffmaterial für das Verstärkungsteil 45 und ein weiches Kunststoffmaterial für das Dichtungsteil 46 zu verwenden.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die einen wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Für gleiche Elemente, wie die in Fig. 2 gezeigten, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet und von einer Beschreibung dieser Elemente wird abgesehen.
Das Ventilteil 121 der zweiten Ausführungsform besitzt ein Dichtungsteil 146, das durch einen Gummimaterialüberzug, der auf nur beiden Seiten des Ventilabschnittes 121a (d. h. nur der Flanschabschnitt eines Verstärkungsteils 45) vorgesehen ist, gebildet ist. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 42a des zweiten Schiebeteils 42 ist mit einer ringförmigen Nut 146b versehen, und ein O-Ring 146a ist in die Nut 146b eingepasst. Folglich gleitet der Dichtungsabschnitt (121b der zylindrische Abschnitt des Verstärkungsteils 45) auf dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 42a, wobei die Gleitkontaktfläche mit dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 42a abdichtend wirkt.
Fig. 3a zeigt eine modifizierte Form der Anordnung von Fig. 3. In Fig. 3a besitzt die innere Umfangsfläche des Schaftabschnittes des Ventilkörpers eine ringförmige Nut 146d und einen in die Nut 146d eingepassten O-Ring 146c.
Wie zuvor detailliert erläutert wurde, umfasst der pneumatische Kraftverstärker der vorliegenden Erfindung ein Ventilteil, das eine starre Struktur besitzt, die mit einem starren Teil verstärkt ist. Deshalb kann das Ventilteil hinreichend einer großen Druckdifferenz standhalten, die zwischen der Konstantdruckkammer und der Kammer für einen veränderlichen Druck erzeugt wird. Darüber hinaus können durch das Dichtungsteil zufriedenstellende Dichtungseigenschaften sichergestellt werden. Demgemäß trägt die vorliegende Erfindung wesentlich zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit und einer Vergrößerung des Anwendungsbereichs von pneumatischen Kraftverstärkern bei.

Claims

1. Pneumatischer Kraftverstärker, umfassend:

ein Gehäuse (1), das in seinem Inneren einen Raum abgrenzt;

eine Membran (2), die den Raum im Inneren des Gehäuses (1) in eine Konstantdruck-Kammer und eine Kammer für einen veränderlichen Druck (4) unterteilt;

einen Ventilkörper (6), der hermetisch an der Membran (2) befestigt ist und einen ersten Kanal (16) besitzt, der die Konstantdruckkammer (3) mit der Kammer für einen veränderlichen Druck (4) verbindet;

einen Plunger (15), der verschiebbar in dem Ventilkörper (6) eingepasst ist, und der in Reaktion auf eine Bewegung eines Eingangsschaftes (18) beweglich ist;

einen zweiten Kanal (17) der einen Abschnitt (43) besitzt, der sich in den Plunger (15) erstreckt, und einen anderen Abschnitt, der sich in den Ventilkörper (6) und um den Plunger (15) herum erstreckt und die Innenseite der Druckkammer für einen veränderlichen Druck (4) mit der Außenseite des Ventilkörpers verbindet;

Ventilmittel, die in Reaktion auf die Bewegung des Plungers (15) betätigbar sind, zum Öffnen des zweiten Kanals (17), während der erste Kanal (16) verschlossen wird, und zum Schließen des zweiten Kanals (17), während der erste Kanal (16) geöffnet wird, wobei die Ventilmittel ein Ventilteil (21) umfassen, das zumindest den zweiten Kanal (17) öffnen und verschließen kann, wobei das Ventilteil (21) einen Ventilabschnitt (21a) und einen zylindrischen Abschnitt (21b) umfasst, wobei der Ventilabschnitt (21a) und der zylindrische Abschnitt 21b) ein starres integrales Verstärkungsteil (45) und ein Dichtungsteil (46) umfassen, das eine Fläche des Verstärkungsteils (45) überzieht;

dadurch gekennzeichnet, dass der Plunger ein erstes Schiebeteil (41), das mit einem Ausgangsschaft (14) verbindbar ist, und ein zweites Schiebeteil (42), das mit dem ersten Schiebeteil (41) an einem Anschluss verbunden und mit dem Eingangsschaft (18) verbindbar ist, umfasst;

sich der Abschnitt (43) des zweiten Kanals (17) in das zweite Schiebeteil (42) des Plungers erstreckt, und sich der andere Abschnitt des zweiten Kanals in den Ventilkörper (6) und um das erste Schiebeteil (41) des Plungers (15) herum erstreckt;

der zylindrische Abschnitt (21b) des Ventilteils (21) auf einem Abschnitt (42a) des zweiten Schiebeteils (42) des Plungers (15) montiert ist, und in der axialen Richtung des Plungers (15) relativ zu dem Plunger (15) und dem Ventilkörper (6) beweglich ist;

worin das erste Schiebeteil (41) einen Ventilsitz (19) in dem zweiten Kanal besitzt, und sich der Ventilabschnitt (21a) des Ventilteils (21) von einem Ende des zylindrischen Abschnitts (21b) radial nach innen erstreckt, so dass der Ventilabschnitt (21a) auf dem Ventilsitz (19) aufliegen und sich von diesem trennen kann zum wahlweisen Herstellen und Unterbrechen der Verbindung zwischen dem Abschnitt (43) des zweiten Kanals (17) in dem zweiten Schiebeteil (42) und dem anderen Abschnitt des zweiten Kanals (17), der sich um das erste Schiebeteil (41) herum erstreckt.

2. Pneumatischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, worin sich in dem ersten Kanal (16) ein zweiter Ventilsitz (20) befindet, und der Ventilabschnitt des Ventilteils (21) auf dem zweiten Ventilsitz (20) aufliegen und sich von diesem lösen kann, so dass das Ventilteil (21) eine erste Position besitzt, in der der Ventilabschnitt (21) den ersten und den zweiten Kanal (16, 17) verschließt, und eine zweite Position, in der der Ventilabschnitt (21a) den ersten Kanal (16) verschließt und den zweiten Kanal (17) öffnet, und eine dritte Position, in der der Ventilabschnitt den ersten Kanal (16) öffnet und den zweiten Kanal (17) verschließt.

3. Pneumatischer Kraftverstärker nach Anspruch 1, worin das Dichtungsteil (46) des weiteren auf dem zylindrischen Abschnitt (21b) mit einem Überzug versehen ist, der dem zweiten Schiebeteil (42) des Plungers (15) gegenüberliegt.

4. Pneumatischer Kraftverstärker nach einem beliebigen der vorher genannten Ansprüche, des weiteren umfassend einen Ausgangsschaft (18) und einen Eingangsschaft (14), wobei das erste Schiebeteil (41) mit dem Ausgangsschaft (14) und das zweite Schiebeteil (42) mit dem Eingangsschaft (18) verbunden ist.