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Die
Erfindung betrifft einen Unterdruckbremskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Unterdruckbremskraftverstärker dieser Art sind seit langem
bekannt, beispielsweise aus der
DE 44 05 092 C1 , und befinden sich millionenfach
im Einsatz, um die Betätigungskräfte einer
hydraulischen Fahrzeugbremsanlage zu unterstützen und dadurch auf einem
für den
Fahrer eines Fahrzeuges angenehm niedrigen Niveau zu halten.
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Aus
der
DE 44 05 092 C1 ebenfalls
bekannt ist ein sogenannter Bremsassistent. Unter diesem Begriff
versteht man üblicherweise
ein System, welches einem Fahrer im Fall einer Notbremsung bei im wesentlichen
gleicher Betätigungskraft
eine erhöhte Bremsleistung
zur Verfügung
stellen kann. Systeme dieser Art wurden entwickelt, weil Untersuchungen ergeben
haben, daß die
Mehrzahl der Fahrzeugbenutzer bei einer Notbremsung zwar schnell,
aber nicht so stark auf das Bremspedal tritt, wie es zum Erreichen
der maximal möglichen
Bremsleistung erforderlich wäre.
Der Anhalteweg des Fahrzeugs ist deshalb länger als notwendig. Bereits
in Produktion befindliche Systeme dieser Art verwenden einen elektromagnetisch
betätigbaren
Bremskraftverstärker
in Verbindung mit einer Einrichtung, die die Betätigungsgeschwindigkeit des
Bremspedals ermitteln kann. Stellt diese Einrichtung eine über einem
vorgegebenen Schwellenwert liegende Betätigungsgeschwindigkeit fest,
wird angenommen, daß eine
Notbremssituation vorliegt und der Bremskraftverstärker wird
mittels der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung voll ausgesteuert,
d.h. er stellt seine höchstmögliche Verstärkungsleistung
bereit.
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Die
DE 44 05 076 A1 beschreibt
einen pneumatischen Bremskraftverstärker mit elektromagnetisch
ausgelöster
Bremsassistentfunktion. Wenn ein Betätigungsglied freigegeben wird,
während
ein an einem Ventilkörper
ausgebildeter Ventilsitz von einem Elektromagneten in einer Stellung
gehalten wird, in der er von einem Dichtkörper entfernt ist, legt sich
ein weiterer Ventilsitz an den Dichtkörper an, wodurch der Bremsassistent
deaktiviert wird.
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Bremskraftverstärker mit
elektromagnetischer Betätigungsmöglichkeit
sind für
Kraftfahrzeuge der unteren und mittleren Preisklasse jedoch zu teuer.
Es besteht deshalb der Wunsch nach Lösungen, die eine Bremsassistentfunktion
mit geringerem Aufwand erreichen.
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Die
DE 198 24 501 A1 beschreibt
einen Unterdruckbremskraftverstärker
mit einer pneumatisch gesteuerten Bremsassistentfunktion. Bei einer schnellen
Betätigung
einer Bremsbetätigungsstange wird
eine Überdruckkammer
mit der Außenluft
verbunden, wodurch ein Schließkolben
entgegen der Betätigungrichtung
der Bremsbetätigungsstange
verschoben wird und ein dritter Dichtsitz die Verbindung zwischen
der Unterdruckkammer und die Arbeitskammer auch dann absperrt, wenn
ein erster Dichtsitz infolge der Bewegung eines Steurgehäuses vom Ventilkörper abgehoben
ist. Durch diese Anordnung wird verhindert, daß die Bewegung des Steuergehäuses dazu
führt,
daß die
Verstärkungswirkung
bereits vor dem vollständigen
Auffüllen
der Arbeitskammer mit Atmosphärendruck
abbricht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Unterdruckbremskraftverstärker der
genannten Art mit einer Bremsassistentfunktion bereitzustellen, ohne
dabei auf ein magnetisch betätigbares
Steuerventil zurückgreifen
zu müssen.
Dabei soll zum einen eine unbeabsichtigte Aktivierung der Bremsassistentfunktion
soweit wie möglich
vermieden und zum anderen, wenn die Bremsassistentfunktion aktiviert worden
ist, ihre Deaktivierung komfortabel und sicher möglich sein.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen
Unterdruckbremskraftverstärker
gelöst,
der die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Erfindungsgemäß ist demnach
der erste Ventilsitz an einem verschiebbaren Ventilglied ausgebildet,
das in Betätigungsrichtung
des Bremskraftverstärkers
mit dem Eingangsglied gekoppelt ist. Auf seiner dem Eingangsglied
zugewandten Rückseite ist
das verschiebbare Ventilglied immer dem in der Arbeitskammer herrschenden
Druck ausgesetzt. Wird das verschiebbare Ventilglied jedoch relativ zum
Steuerventilgehäuse
in Betätigungsrichtung
um mehr als eine vorab festgelegte Strecke verschoben, dann ist
das verschiebbare Ventilglied auf zumindest einem Teil seiner Vorderseite,
die der Rückseite
gegenüberliegt,
dem in der Unterdruckkammer herrschenden Druck ausgesetzt und die
dann am verschiebbaren Ventilglied wirkende Druckdifferenz hält das Ventilglied
solange in der erreichten Stellung fest, bis ein Druckausgleich
zwischen der Vorderseite und der Rückseite des verschiebbaren
Ventilgliedes stattfindet. Erfindungsgemäß wird also die jeweils an der
beweglichen Wand herrschende Druckdifferenz dazu benutzt, eine in
Betätigungsrichtung
auf das verschiebbare Ventilglied wirkende Kraft auszuüben, um
den ersten Ventilsitz, der an dem verschiebbaren Ventilglied ausgebildet
ist, in bestimmten Situationen vollständig offen zu halten, in denen
die vom Fahrer ausgeübte
Betätigungskraft
dazu nicht ausreicht, so daß der
Bremskraftverstärker
zwischen seiner Unterdruckkammer und seiner Arbeitskammer die höchstmögliche Druckdifferenz
aufbaut, d.h. seine maximale Verstärkungsleistung bereitstellt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärker wird
das verschiebbare Ventilglied nach Überschreiten der erwähnten, vorab
festgelegten Relativverschiebung also regelrecht in eine Stellung "gesaugt", in der der erste
Ventilsitz voll geöffnet
ist. Diese notwendige Relativverschiebung wird allerdings nur dann
erreicht, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit
des Eingangsgliedes einen definierten Wert überschreitet. Bei dem erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärker wird
die Bremsassistentfunktion demnach allein durch das geschickte Ausnutzen
vorhandener Druckdifferenzen innerhalb des Bremskraftverstärkers aktiviert.
Ein Magnet wird zur Auslösung
der Bremsassistentfunktion nicht benötigt.
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Das
Lösen der
Bremsassistentfunktion geschieht beim erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärker durch
einen Abbau der auf das verschiebbare Ventilglied wirkenden Druckdifferenz.
Der Abbau dieser Druckdifferenz wird durch eine ein bestimmtes Maß übersteigende
Rückkehrbewegung des
Eingangsgliedes ausgelöst,
wobei ein Bauteil, das mit dem Eingangsglied in Betätigungsgegenrichtung
des Bremskraftverstärkers
gekoppelt ist, nach einer entgegen der Betätigungsrichtung erfolgenden, vorab
festgelegten Verschiebung des Eingangsgliedes in Betätigungsgegenrichtung
auf das erste Ventildichtglied einwirkt und es von dem zweiten Ventilsitz
abhebt. Dadurch wird die Unterdruckkammer mit der Arbeitskammer
verbunden und die am verschiebbaren Ventilglied wirkende Druckdifferenz
wird abgebaut, was zu einer zuverlässigen und komfortablen Deaktivierung
der Bremsassistentfunktion führt.
Die vorab festgelegte Verschiebung stellt sicher, daß die Bremsassistentfunktion
nicht ungewollt zu früh
abgeschaltet wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist
das mit dem Eingangsglied in Betätigungsgegenrichtung des
Bremskraftverstärkers
gekoppelte Bauteil ein mit einem Übertragungskolben verbundener
fünfter
Ventilsitz, der vorzugsweise konzentrisch zum ersten Ventilsitz
und zum zweiten Ventilsitz angeordnet ist.
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Bei
bevorzugten Ausführungsbeispielen
des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers ist
das verschiebbare Ventilglied federnd entgegen der Betätigungsrichtung
des Bremskraftverstärkers
vorgespannt. Diese federnde Vorspannung sorgt auf vorteilhafte Weise
für eine
Koppelung des verschiebbaren Ventilgliedes mit dem Eingangsglied in
Betätigungsrichtung
des Bremskraftverstärkers und
ermöglicht
andererseits bei aktivierter Bremsassistentfunktion die Entkoppelung
des verschiebbaren Ventilgliedes von dem Eingangsglied. Bei solchen Ausführungsformen
muß die
aufgrund der Druckdifferenz auf das verschiebbare Ventilglied wirkende Kraft
größer als
die entgegengerichtet auf das Ventilglied wirkende Federkraft sein,
um die Bremsassistentfunktion auszulösen. Dieser Forderung läßt sich durch
eine geeignete Bemessung derjenigen Flächen des Ventilgliedes, die
der Druckdifferenz ausgesetzt sind, einfach Rechnung tragen.
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Vorzugsweise
ist bei dem erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärker an
dem verschiebbaren Ventilglied ein dritter Ventilsitz ausgebildet,
der mit einem zweiten Ventildichtglied zusammenwirkt, das seinerseits
mit einem vierten Ventilsitz zusammenwirkt, der in geöffnetem
Zustand eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer
herstellt. Nach Überschreiten
der vorab festgelegten Verschiebung des Ventilgliedes bezüglich des
Steuerventilgehäuses
ist der dritte Ventilsitz geschlossen und der vierte Ventilsitz
geöffnet,
so daß nunmehr
der in der Unterdruckkammer herrschende Druck auf das verschiebbare
Ventilglied wirken kann.
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Bei
besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen
ist der dritte Ventilsitz auf der Vorderseite des verschiebbaren
Ventilgliedes ausgebildet. Zwischen dem dritten Ventilsitz und dem
vierten Ventilsitz, die beide vorzugsweise ringförmig sind, ist ein ringförmiger Hohlraum
begrenzt, dessen stirnseitige Begrenzung auf einer Seite durch das
verschiebbare Ventilglied gebildet ist. Insbesondere ist der vierte
Ventilsitz konzentrisch zum und radial außerhalb des dritten Ventilsitzes
angeordnet. Bei geschlossenem dritten Ventilsitz und geöffnetem
vierten Ventilsitz ist der ringförmige
Hohlraum mit der Unterdruckkammer verbunden, während er bei geöffnetem
dritten Ventilsitz und geschlossenem vierten Ventilsitz mit der
Arbeitskammer verbunden ist. Auf diese Weise kann die sich radial
zwischen dem dritten Ventilsitz und dem vierten Ventilsitz befindende
Fläche
des verschiebbaren Ventilgliedes entweder dem Druck in der Unterdruckkammer
oder dem Druck in der Arbeitskammer ausgesetzt werden.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist
das zweite Ventildichtglied federnd entgegen der Betätigungsrichtung
des Bremskraftverstärkers
vorgespannt und gegen diese Federvorspannung axial verschiebbar.
Das Maß der
axialen Verschiebbarkeit des zweiten Ventildichtgliedes repräsentiert
dabei die Schaltschwelle, die überwunden
werden muß,
um die Bremsassistentfunktion auszulösen. Bei solchen Ausführungsformen
muß die
aus der Druckdifferenz am verschiebbaren Ventilglied resultierende
Kraft größer als
die Summe der entgegengerichtet wirkenden Federkräfte sein,
die das zweite Ventildichtglied bzw. das verschiebbare Ventilglied
vorspannen, damit die Bremsassistentfunktion ausgelöst wird.
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Um
eine platzsparende Konstruktion zu realisieren, hat das verschiebbare
Ventilglied vorzugsweise eine im wesentlichen hülsenförmige Gestalt. Der erste Ventilsitz
ist dabei an dem dem Eingangsglied zugewandten Ende des Ventilgliedes
ausgebildet, während
sich der dritte Ventilsitz am gegenüberliegenden Ende des Ventilgliedes
befindet. Ein solches hülsenförmiges,
verschiebbares Ventilglied kann in herkömmliche Steuerventilkonstruktionen
integriert werden, ohne deren Durchmesser oder Baulänge spürbar zu
beeinflussen.
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Vorzugsweise
ist bei allen Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers auch
das Eingangsglied federnd entgegen der Betätigungsrichtung vorgespannt.
Bei einem Lösen
der Bremse stellt diese federnde Vorspannung das Eingangsglied in
die Ausgangsstellung zurück.
In konstruktiv vorteilhafter Weise wird diese federnde Vorspannung
des Ein gangsgliedes während
seiner Rückkehrbewegung
in die Ausgangsstellung auch dazu benutzt, das zuvor genannte Bauteil,
das zum Abschalten der Bremsassistentfunktion auf das erste Ventildichtglied
einwirken soll, relativ zum verschiebbaren Ventilglied zurückzubewegen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers wird
im folgenden anhand der beigefügten, schematischen
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigt:
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1 einen
Längsschnitt
durch den interessierenden Bereich eines erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers in
einer Ruhestellung,
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2 die
Ansicht gemäß 1 in
einer Betätigungsstellung,
in der eine Bremsassistentfunktion aktiviert ist,
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3 die
Ansicht gemäß 2 bei
zurückgenommener
Betätigungskraft,
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4 die
Ansicht gemäß 2 bei
weiter zurückgenommener
Betätigungskraft,
kurz vor dem Abschalten der Bremsassistentfunktion, und
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5 die
Ansicht gemäß 4 nach
dem Abschalten der Bremsassistentfunktion.
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In 1 ist
ein Unterdruckbremskraftverstärker 10 mit
einem Gehäuse 12 gezeigt,
dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand 14 in eine
Unterdruckkammer 16 und eine Arbeitskammer 18 unterteilt
ist.
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Die
Unterdruckkammer 16 steht im Betrieb des Bremskraftverstärkers 10 ständig mit
einer Unterdruckquelle in Verbindung, beispielsweise mit dem Ansaugtrakt
einer Verbrennungsmotors oder mit einer Unterdruckpumpe. Ein Steuerventil 20 mit
einem Gehäuse 22 dient
dazu, eine Verbindung entweder zwischen der Unterdruckkammer 16 und
der Arbeitskammer 18 herzustellen, um die Arbeitskammer 18 zu
evakuieren, oder eine Verbindung zwi schen der evakuierten Arbeitskammer 18 und
der Umgebungsatmosphäre,
d.h. dem Umgebungsdruck herzustellen. Die bewegliche Wand 14 ist
kraftübertragend
mit dem Steuerventilgehäuse 22 gekoppelt.
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Der
Bremskraftverstärker 10 wird
mittels eines stangenförmigen,
federnd in seine Ausgangsstellung vorgespannten Eingangsgliedes 24 betätigt, das
längs einer
Achse A in das Steuerventilgehäuse 22 ragt
und mit seinem einen, kugelig ausgeführten Ende in einem Übertragungskolben 26 befestigt
ist.
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Mit
dem Übertragungskolben 26 starr
verbunden ist ein Riegel 28, der sich rechtwinklig zur Achse
A von dem Übertragungskolben 26 weg
und durch einen im Steuerventilgehäuse 22 ausgebildeten
Kanal 30 erstreckt. In der in 1 gezeigten
Position liegt der Riegel 28 an einem Anschlag 32 des Bremskraftverstärkergehäuses 12 an,
der die Ruhestellung des Steuerventils 20 definiert, d.h.
die Stellung aller Bauteile des Steuerventils 20 zueinander, die
diese bei unbetätigtem
Bremskraftverstärker 10 einnehmen
(LTF-Stellung). Die Seitenwände
des Kanals 30 begrenzen die Bewegungsmöglichkeit des Riegels 28 längs der
Achse A, d.h. der maximale Hub des Riegels 28 längs der
Achse A ist durch den Abstand gegeben, den die Seitenwände des
Kanals 30 in axialer Richtung voneinander haben.
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Das
dem kugelig ausgeführten
Ende des Eingangsgliedes 24 gegenüberliegende Ende des Übertragungskolbens 26 liegt
an einem Betätigungskolben 34 an,
der eine über
das Eingangsglied 24 in den Bremskraftverstärker 10 eingeleitete
Betätigungskraft
auf einen Kraftabgabestößel 36 überträgt, der
die Kraft an einen dem Bremskraftverstärker nachgeschalteten, hier
nicht gezeigten Hauptzylinder einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage
abgibt.
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Der Übertragungskolben 26 und
ein Teil des Betätigungskolbens 34 werden
von einem konzentrisch zu ihnen angeordneten, verschiebbaren Ventilglied 38 umgeben,
das eine im wesentlichen hülsenförmige Gestalt
hat. An dem freien Ende des Ventilgliedes 38, das dem Eingangsglied 24 benachbart
ist, ist ein erster ringförmiger
Ventilsitz 40 des Steuerventils 20 ausgebildet.
Der erste Ventilsitz 40 wirkt mit einem federnd gegen ihn
vorgespannten, ebenfalls ringförmigen
ersten Ventildichtglied 42 zusammen und kann die Verbindung
zwischen der Umgebungsatmosphäre
und der Arbeitskammer 18 des Bremskraftverstärkers 10 steuern.
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Radial
außerhalb
des ersten Ventilsitzes 40 und konzentrisch zu diesem ist
innen am Steuerventilgehäuse 22 ein
zweiter ringförmiger
Ventilsitz 44 des Steuerventils 20 ausgebildet,
der ebenfalls mit dem ersten Ventildichtglied 42 zusammenwirkt.
Dieser zweite Ventilsitz 44 kann die Verbindung zwischen
der Unterdruckkammer 16 und der Arbeitskammer 18 des
Bremskraftverstärkers 10 steuern, um
nach einer Betätigung
Bremskraftverstärkers
die Arbeitskammer 18 wieder zu evakuieren.
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An
dem vom Eingangsglied 24 entfernten Ende des verschiebbaren
Ventilgliedes 38 ist am freien Ende einer Hülse 46,
die einen kleineren Durchmesser als das Ventilglied 38 hat
und über
einen Ringflansch 48 einstückig mit dem Ventilglied 38 verbunden
ist, ein dritter ringförmiger
Ventilsitz 50 ausgebildet, der mit einem federnd gegen
ihn vorgespannten zweiten Ventildichtglied 52 zusammenwirkt,
das ebenfalls ringförmig
ist.
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Radial
außerhalb
des dritten Ventilsitzes 50 ist am Steuerventilgehäuse 22 ein
vierter, wiederum ringförmiger
Ventilsitz 53 ausgebildet, der konzentrisch zum dritten
Ventilsitz 50 angeordnet ist und der ebenfalls mit dem
zweiten Ventildichtglied 52 zusammenwirkt. Die Funktion
sowohl des dritten Ventilsitzes 50 als auch des vierten
Ventilsitzes 53 wird untenstehend noch näher erläutert werden.
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Das
zweite Ventildichtglied 52 ist mittels eines sich von ihm
in Richtung des Kraftabgabestößels 36 erstreckenden
zylindrischen Fortsatzes 54 auf einem entsprechend ausgeführten Abschnitt 56 eines Hilfsgehäuses 58 axial
verschiebbar geführt
und durch eine Dichtung 60 gegenüber dem Abschnitt 56 abgedichtet.
Das Hilfsgehäuse 58,
das in den inneren Endbereich des Steuerventilgehäuses 22 eingesetzt und
mit letzterem fest verbunden ist, weist einen in das Steuerventilgehäuse 22 ragenden,
hohlzylindrischen Fortsatz 62 auf, der einen kleineren
Außendurchmesser
als der konzentrisch zu ihm angeordnete, ebenfalls hohlzylindrische
Abschnitt 56 hat. In dem hohlzylindrischen Fortsatz 62 ist
das dem Kraftabgabestößel 36 zugewandte
Ende des Betätigungskolbens 34 aufgenommen.
Am freien Ende des hohlzylindrischen Fortsatzes 62 ist
ein ringförmiger Ventilsitz 50' ausgebildet,
der den gleichen Durchmesser wie der dritte Ventilsitz 50 aufweist
und mit diesem im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine funktionelle
Einheit bildet. Der Ventilsitz 50' wirkt auf der vom dritten Ventilsitz 50 abgewandten
Seite des zweiten Ventildichtgliedes 52 mit letzterem zusammen.
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Zwischen
dem hohlzylindrischen Fortsatz 62 und dem Abschnitt 56 ist
eine Druckfeder 64 angeordnet, die sich auf einer Seite
am Boden des Hilfsgehäuses 58 und
auf der gegenüberliegenden
anderen Seite am zweiten Ventildichtglied 52 abstützt. Die Druckfeder 64 spannt
das zweite Ventildichtglied 52 entgegen der Betätigungsrichtung
des Bremskraftverstärkers 10 und
in Richtung auf den dritten Ventilsitz 50 und den vierten
Ventilsitz 53 vor.
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Eine
weitere Druckfeder 66 die den Betätigungskolben 34 konzentrisch
umgibt und sich mit ihrem einen Ende am Hilfsgehäuse 58 abstützt, drückt mit
ihrem anderen Ende gegen einen radial nach innen gerichteten, umlaufenden
Kragen 67 der Hülse 46 des
verschiebbaren Ventilgliedes 38, so daß das Ventilglied 38 entgegen
der Betätigungsrichtung
des Bremskraftverstärkers 10 vorgespannt
und normalerweise in Anlage mit einem am Betätigungskolben 34 ausbildeten
Ringbund 68 gehalten ist.
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Anhand
der 1 bis 5 wird nun die Funktion des
dargestellten Bremskraftverstärkers 10 näher erläutert. Eine
Betätigung
des Bremskraftverstärkers 10 verschiebt
das Eingangsglied 24 in den Bremskraftverstärker 10 bzw.
in sein Steuerventil 20 hinein, d.h. in den Figuren nach
links. Diese Verschiebung des Eingangsgliedes 24 wird auf
den Übertragungskolben 26 und
von diesem auf den Betätigungskolben 34 übertragen.
Der Betätigungskolben 34 wiederum überträgt diese
Verschiebung mittels des an ihm ausgebildeten Ringbundes 68 auf
das verschiebbare Ventilglied 38, so daß der erste Ventilsitz 40 vom
ersten Ventildichtglied 42 abgehoben wird, wodurch Umgebungsluft
durch einen das Eingangsglied 24 umgebenden Kanal 70,
vorbei am geöffneten
ersten Ventilsitz 40 und weiter durch den Kanal 30 in
die Arbeitskammer 18 des Bremskraftverstärkers 10 strömen kann.
An der beweglichen Wand 14 entsteht daraufhin eine Druckdifferenz
und die daraus resultierende Kraft wird von der beweglichen Wand 14 auf
das Steuerventilgehäuse 22 übertragen,
welches die Kraft über
den Kraftabgabestößel 36 an
den bereits genannten, nicht dargestellten Hauptzylinder abgibt.
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Weil
das verschiebbare Ventilglied 38 wie beschrieben in Betätigungsrichtung
des Bremskraftverstärkers
mit dem Eingangsglied 24 gekoppelt ist, wird der erste
Ventilsitz 40 des Steuerventils 20 in Abhängigkeit
der relativ zum Steuerventilgehäuse 22 erfolgenden
Verschiebung des Eingangsgliedes 24 mehr oder weniger weit
geöffnet.
Aus der jeweils an der beweglichen Wand 14 wirkenden Druckdifferenz resultiert
eine entsprechende Unterstützungskraft des
Bremskraftverstärkers 10.
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Bei üblichen
Betriebsbremsungen, die hier als Normalbremsungen bezeichnet werden,
wird das Eingangsglied 24 und damit auch das verschiebbare Ventilglied 38 nur
relativ wenig in Betätigungsrichtung
verschoben. Dies hat zur Folge, daß sich während einer solchen Normalbremsung
zwar der dritte Ventilsitz 50 an das zweite Ventildichtglied 52 anlegt, nicht
jedoch der mit ihm zusammenwirkende Ventilsitz 50'. Eine nennenswerte
axiale Verschiebung des zweiten Ventildichtgliedes 52 tritt
nicht auf, so daß der
vierte Ventilsitz 53 geschlossen bleibt. Bei einer Normalbremsung
steht deshalb der in der Arbeitskammer 18 herrschende Druck
durch einen am Ringbund 68 ausgebildeten Kanal 72 (sh. 2)
sowie durch den dann offenen Ventilsitz 50' und Druckausgleichsöffnungen 74,
die im zweiten Ventildichtglied 52 vorhanden sind, sowohl
auf der Rückseite
als auch auf der Vorderseite des Ringflansches 48 des Ventilgliedes 38 an.
Es wirkt demnach an dem verschiebbaren Ventilglied 38 und
insbesondere an seinem Ringflansch 48 bei einer Normalbremsung
keine Druckdifferenz.
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Wird
eine im Rahmen einer Normalbremsung auf das Eingangsglied 26 aufgebrachte
Betätigungskraft
nicht erhöht,
so kommt das erste Ventildichtglied 42 aufgrund der Verschiebung
des Steuerventilgehäuses 22,
die durch die an der beweglichen Wand 14 anliegende Druckdifferenz
hervorgerufen wird, wieder in Anlage mit dem ersten Ventilsitz 40, so
daß die
Luftzufuhr in die Arbeitskammer 18 unterbrochen ist (Gleichgewichtsstellung,
beide Ventilsitze 40 und 44 geschlossen).
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Bei
einer schnell und mit relativ großem Hub erfolgenden Betätigung des
Eingangsgliedes 24 jedoch, wie sie typisch für eine Panikbremsung
(Notbremsung) ist, wird das verschiebbare Ventilglied 38 relativ
zum Steuerventilgehäuse 22 soweit
in Betätigungsrichtung
verschoben, daß sowohl
der zwischen dem dritten Ventilsitz 50 und dem zweiten
Ventildichtglied 52 bestehende axiale Abstand als auch
der zwischen dem Ventilsitz 50' und dem zweiten Ventildichtglied 52 bestehende
axiale Abstand nahezu augenblicklich überwunden wird. Betrachtet
man den Ablauf genauer, so legt sich zunächst der dritte Ventilsitz 50 dichtend
an das zweite Ventildichtglied 52 an und verschiebt dieses
dann gegen die Kraft der Druckfeder 64 in Betätigungsrichtung,
so daß auch der
Ventilsitz 50' in
dichtende Anlage mit dem zweiten Ventildichtglied 52 gerät. Durch
diese Verschiebung des zweiten Ventildichtgliedes 52 wird
der vierte Ventilsitz 53 geöffnet, so daß der in
der Unterdruckkammer 16 herrschende Unterdruck in einen
ringförmigen
Hohlraum B gelangen kann, der zwischen den geschlossenen Ventilsitzen 50, 50' und dem vierten Ventilsitz 53 begrenzt
ist. In dem ringförmigen
Hohlraum B stellt sich nach dem Öffnen
des Ventilsitzes 53 relativ schnell der in der Unterdruckkammer
vorherrschende Druck ein, der dann auch auf die Vorderseite des
Ringflansches 48 des Ventilgliedes 38 wirkt.
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Auf
die Rückseite
des Ringflansches 48 wirkt jedoch nach wie vor der in der
Arbeitskammer 18 herrschende Druck. Die somit am Ringflansch 48 anliegende
Druckdifferenz führt
zu einer in Betätigungsrichtung
auf das verschiebbare Ventilglied 38 wirkenden Kraft, die
durch geeignete Bemessung der Fläche
des Ringflansches 48 größer als
die entgegengerichtete Kraft der beiden Druckfedern 64 und 66 ist. Auf
diese Weise ist sichergestellt, daß das verschiebbare Ventilglied 38 in
der in 2 wiedergegebenen Stellung gehalten wird, d.h.
der erste Ventilsitz 40 geöffnet bleibt (Bremsassistentfunktion
aktiv, siehe 2), selbst wenn das Eingangsglied 24 sich
im weiteren Verlauf der Notbremsung aufgrund der sich dann einstellenden,
hohen Rückwirkkräfte etwas
entgegen der Betätigungsrichtung
verschiebt (siehe 3, Spalt zwischen Ringbund 68 und
Kragen 67 der Hülse 46).
Das verschiebbare Ventilglied 38 bleibt durch den in diesem
Betätigungszustand
im ringförmigen
Hohlraum B vorhandenen Unterdruck quasi am zweiten Ventildichtglied 52 "festgesaugt", auch wenn sich
der Ringbund 68 von dem Kragen 67 der Hülse 46 löst.
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Zum
Abschalten der Bremsassistentfunktion muß bezüglich des Ringflansches 48 ein
Druckausgleich erfolgen. Zu diesem Zweck ist ein fünfter Ventilsitz 76 vorhanden,
der im gezeigten Ausführungsbeispiel
einstückig
mit dem Übertragungskolben 26 ausgebildet
ist, eine ringförmige
Gestalt hat, und konzentrisch zum ersten Ventilsitz 40 und
zum zweiten Ventilsitz 44 angeordnet ist. Der fünfte Ventilsitz 76 gerät nach einer
vorab festgelegten Verschiebung des Eingangsgliedes 24 entgegen
der Betätigungsrichtung,
d.h. in den Figuren nach rechts, in Kontakt mit dem ersten Ventildichtglied 42 und
hebt es anschließend
von dem zweiten Ventilsitz 44 ab (siehe 4).
Dadurch wird zum einen die Verbindung zwischen der Arbeitskammer 18 und
dem Atmosphärendruck
unterbrochen und zum anderen die Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 16 und
der Arbeitskammer 18 geöffnet,
so daß der
in der Arbeitskammer 18 bezüglich der Unterdruckkammer 16 vorhandene
relative Überdruck
abgebaut wird. Es besteht somit jetzt eine Fluidverbindung zwischen
dem Innenraum des verschiebbaren Ventilgliedes 38 und dem
ringför migen
Hohlraum B, so daß der
erwähnte Druckausgleich
stattfinden kann.
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Nach
durchgeführtem
Druckausgleich entfällt
die aus der Druckdifferenz am Ringflansch 48 resultierende
Kraft in Betätigungsrichtung,
so daß die Druckfeder 64 das
zweite Ventildichtglied 52 in Anlage an den vierten Ventilsitz 53 bewegt
und die Druckfeder 66 das verschiebbare Ventilglied 38 in
Anlage an den Ringbund 68 des Betätigungskolbens 34 drückt. Die
Bremsassistentfunktion ist damit abgeschaltet und die Ventilsitze 50 und 50' sind wieder
geöffnet.
Es kommt zu einer Rückverschiebung
des Ventilgliedes 38 nach rechts (siehe 5),
im Verlaufe derer sich der erste Ventilsitz 40 an das erste
Ventildichtglied 42 anlegt und ab diesem Zeitpunkt vom fünften Ventilsitz 76 die
Aufgabe übernimmt,
die Verbindung zwischen der Arbeitskammer 18 und der Atmosphäre zu unterbrechen.
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Der
an die Rückkehrbewegung
des Eingangsgliedes 24 gekoppelte fünfte Ventilsitz 76 ermöglicht es
somit immer, die Bremskraftverstärkerleistung
zu reduzieren, selbst wenn das verschiebbare Ventilglied 38 einmal
in der Stellung der aktivierten Bremsassistentfunktion festhängen sollte.
Obwohl in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
der genannte fünfte
Ventilsitz 76 das Abschalten der Bremsassistentfunktion
bewirkt, kann grundsätzlich
jedes Teil diese Funktion übernehmen,
das an die Rückkehrbewegung
des Eingangsgliedes 24 gekoppelt ist und nach einer entgegen
der Betätigungsrichtung
erfolgenden, vorab festgelegten Verschiebung in Betätigungsgegenrichtung
auf das erste Ventildichtglied 42 einwirkt.