DE19752868A1

DE19752868A1 - Pneumatic brake booster especially for cars

Info

Publication number: DE19752868A1
Application number: DE1997152868
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Schmidt; Hans-Werner Dipl Ing Renn
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-10

Abstract

A pneumatic brake booster (10) especially for cars has a booster housing (12) whose inner chamber is divided by at least one movable wall into a vacuum chamber (24) and a working chamber (26). There is a control valve (28) which has a first valve seat (66), a concentrically arranged second valve seat (78) and a valve member that can lie on both seats, which, after overcoming a response force working against its operating direction, controls a pressure difference working on the movable wall. The valve member is constantly exposed to the pressure generated in the vacuum chamber on its side facing away from the valve seats.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Brems kraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Bremskraftverstärker ist aus der WO 94/04403 bekannt.The present invention relates to a pneumatic brake Power booster according to the preamble of claim 1. A such a brake booster is known from WO 94/04403.

Bevor ein pneumatischer Bremskraftverstärker die in ihn einge leitete Betätigungskraft tatsächlich verstärkt, muß seine Ansprechkraft überwunden werden. Die Ansprechkraft resultiert aus dem Vorhandensein einer oder mehrerer Rückstellfedern, die die im Rahmen einer Betätigung des Bremskraftverstärkers in Betätigungsrichtung verschobenen Bauteile nach Beendigung der Betätigung in ihre Ausgangsstellung zurückführen.Before a pneumatic brake booster turned into it directed actuating power actually increased, must Responsiveness to be overcome. The responsiveness results from the presence of one or more return springs that which in the context of an actuation of the brake booster in Components moved after the end of the actuation Return the actuation to its original position.

Am Beispiel der bereits erwähnten WO 94/04403 sei dies näher erläutert. Im Falle einer Betätigung des Bremskraftverstärkers wird eine Eingangskraft über ein im wesentlichen stabförmiges Eingangs glied in das Steuerventil des Bremskraftverstärkers eingeleitet und dort auf einen Betätigungskolben übertragen, an dem ein erster Ventilsitz ausgebildet ist. Das Eingangsglied und der Betätigungskolben verschieben sich dabei in Betätigungsrichtung relativ zum Steuerventilgehäuse, so daß der erste Dichtsitz geöffnet wird, der die Belüftung der Arbeitskammer des Brems kraftverstärkers ermöglicht. Das Eingangsglied ist federnd entgegen der Betätigungsrichtung vorgespannt. Das bedeutet, daß zunächst eine der federnden Vorspannung entsprechende Gegen kraft in Betätigungsrichtung aufgebracht werden muß, bevor das Eingangsglied und der Betätigungskolben sich in Betätigungs richtung verschieben und der erste Ventilsitz sich öffnet. Diese Gegenkraft wird als die Ansprechkraft des Bremskraftver stärkers bzw. des Steuerventils bezeichnet. Aus Komfortgründen und auch im Sinne einer möglichst feinen Dosierbarkeit der Bremsanlage wird eine geringe Ansprechkraft gewünscht.Exemplary This is explained in more detail in WO 94/04403 already mentioned. in the If the brake booster is actuated, a Input force via an essentially rod-shaped input member introduced into the control valve of the brake booster and transferred there to an actuating piston on which a first valve seat is formed. The input link and the Actuating pistons move in the actuating direction relative to the control valve housing, so that the first sealing seat is opened, the ventilation of the working chamber of the brake power amplifier enables. The input link is springy biased against the direction of actuation. It means that first a counter corresponding to the resilient preload force must be applied in the direction of actuation before the Input member and the actuating piston are in actuation shift direction and the first valve seat opens. This counterforce is called the response force of the Bremskraftver stronger or the control valve. For reasons of comfort and also in the sense of the finest possible dosing of The braking system requires a low response force.

Bremskraftverstärker der vorgenannten Art sind zum einen wie beschrieben direkt mechanisch betätigbar, beispielsweise durch einen Tritt auf ein mit dem Eingangsglied des Bremskraftver stärkers gekoppeltes Bremspedal, sie können zusätzlich jedoch auch durch einen integrierten elektromagnetischen Aktuator betätigbar sein, der von einem üblicherweise außerhalb des Bremskraftverstärkers angeordneten elektronischen Steuergerät angesteuert wird. Solchermaßen ausgestattete Bremskraftverstär ker erlauben also neben einer vom Willen eines Fahrers abhängi gen Betätigung auch eine automatische, vom Willen des Fahrers unabhängige Betätigung, die beispielsweise in Zusammenarbeit mit einem den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug regeln den System benutzt werden kann. Darüber hinaus ist eine Kombi nation dieser beiden Betätigungsarten möglich, d. h. eine dem Fahrerwillen überlagerte, automatische Betätigung des Brems kraftverstärkers (sogenannte Bremsassistentfunktion).Brake boosters of the aforementioned type are on the one hand like described directly mechanically operated, for example by a step on with the input member of the Bremskraftver more strongly coupled brake pedal, but they can also also through an integrated electromagnetic actuator Be actuated by a usually outside of the Brake booster arranged electronic control unit is controlled. Brake booster equipped in this way Ker allow next to one depending on the will of a driver automatic operation by the driver's will independent activity, for example in cooperation regulate the distance to a vehicle in front the system can be used. It is also a station wagon nation of these two types of operations possible, d. H. one to Driver's will superimposed automatic brake application power amplifier (so-called brake assist function).

Bei Bremskraftverstärkern, die auch elektromagnetisch betätigbar sind, soll mittels der elektromagnetischen Betätigungsein richtung jederzeit eine definierte Verstärkerkraft abrufbar sein, damit eine gerade benötigte Bremskraft realisiert werden kann. Um dies zu erreichen, muß das Steuerventil des Brems kraftverstärkers feinfühlig regelbar sein. Auf das Steuerventil einwirkende Störgrößen erschweren oder verhindern die gewünsch te, feinfühlige Regelung. Als Hauptstörgröße ist die auf das Steuerventil einwirkende, pneumatische Druckdifferenz zu sehen. Sie wirkt insbesondere auf das mit den Ventilsitzen zusammen wirkende Ventil(schließ)glied, wodurch das Öffnungs- und Schließverhalten des Steuerventils beeinflußt wird.For brake boosters that can also be operated electromagnetically by means of electromagnetic actuation direction, a defined amplifier force can be called up at any time be so that a braking force just required can be realized can. To achieve this, the brake control valve power amplifier can be finely regulated. On the control valve Interfering variables make the desired or difficult te, sensitive regulation. The main disturbance variable is the Control valve acting pneumatic pressure difference can be seen. In particular, it interacts with the valve seats Acting valve (closing) member, whereby the opening and Closing behavior of the control valve is influenced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftver stärker bereitzustellen, dessen Ansprechkraft erniedrigt ist und der, falls er auch elektromagnetisch betätigbar ist, eine einfache Erfassung und Berücksichtigung der Hauptstörgröße des Steuerventils erlaubt.The invention has for its object a Bremskraftver to provide more, the responsiveness is reduced and, if it can also be operated electromagnetically, one simple detection and consideration of the main disturbance variable of the Control valve allowed.

Diese Aufgabe ist ausgehend von einem gattungsgemäßen Brems kraftverstärker erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventil glied auf seiner den Ventilsitzen abgewandten Seite ständig dem in der Unterdruckkammer herrschenden Druck ausgesetzt ist. Im Unterschied zum eingangs genannten Stand der Technik wird auf diese Weise dem Ventilkörper eine entgegen der Betätigungsrich tung des Steuerventils, d. h. in Öffnungsrichtung des Ventil gliedes wirkende Kraft aufgeprägt. Auf diese Weise muß insbesondere während eines Rücklaufs der beweglichen Wand zum Öffnen des zweiten, die Verbindung zwischen der Unterdruckkam mer und der Arbeitskammer herstellenden Ventilsitzes eine geringere Kraft überwunden werden. Die entsprechende Feder kann deshalb schwächer ausgelegt werden, was die Ansprechkraft des Bremskraftverstärkers verringert.This task is based on a generic brake Power amplifier according to the invention solved in that the valve constantly on the side facing away from the valve seats is exposed to pressure prevailing in the vacuum chamber. in the Difference from the prior art mentioned at the outset is based on this way the valve body against the direction of actuation tion of the control valve, d. H. in the opening direction of the valve limb acting force imprinted. This way especially during a return of the movable wall to Opening the second, the connection between the vacuum came mer and the working chamber producing a valve seat less force can be overcome. The corresponding spring can therefore be interpreted weaker, what the responsiveness of the Brake booster reduced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers hat das Steuerventil ein in das Verstär kergehäuse ragendes, mit der beweglichen Wand kraftübertragend verbundenes Steuerventilgehäuse, zwischen dessen Innenwand und dem Ventilglied ein mit der Unterdruckkammer kommunizierender Druckraum ausgebildet ist. Auf einer Seite wird dieser Druck raum durch die den Ventilsitzen abgewandte Seite des Ventil gliedes begrenzt. Der Druckraum hat vorteilhaft eine im wesentlichen torusförmige Gestalt. Mit "im wesentlichen torus förmig" ist hier gemeint, daß der Querschnitt des ringförmig umlaufenden Druckraumes nicht kreisförmig zu sein braucht.According to a preferred embodiment of the invention Brake booster has the control valve in the booster The body protrudes and transmits power with the movable wall connected control valve housing, between its inner wall and the valve member communicates with the vacuum chamber Pressure chamber is formed. This print is on one side space through the side of the valve facing away from the valve seats limb limited. The pressure chamber advantageously has a essential toroidal shape. With "essentially torus shaped "here means that the cross section of the ring circumferential pressure space need not be circular.

Bei konstruktiv vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungs gemäßen Bremskraftverstärkers ist der im wesentlichen torusför mige Druckraum radial innen durch einen hohlzylindrischen Fortsatz des axial bewegbaren Ventilgliedes begrenzt. Die Abdichtung des hohlzylindrischen Fortsatzes gegenüber dem Druckraum wird gemäß einer Ausgestaltung durch eine mit der Außenwand des hohlzylindrischen Fortsatz es in Berührung stehen de, ringförmige Lippendichtung erreicht, die von einem in das Steuerventilgehäuse eingesetzten Halteelement getragen wird. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung wird die Abdichtung durch eine elastische und gasdichte Rollfalte erreicht, die einer seits am hohlzylindrischen Fortsatz und andererseits an dem in das Steuerventilgehäuse eingesetzten Halteelement abdichtend befestigt ist. Die zuletzt genannte Ausgestaltung hat den Vorteil einer reduzierten Bewegungsreibung. In constructively advantageous embodiments of the Invention According to the brake booster is essentially toroidal pressure chamber radially inside through a hollow cylindrical Extension of the axially movable valve member limited. The Sealing of the hollow cylindrical extension against the According to one embodiment, the pressure chamber is defined by a Outside wall of the hollow cylindrical extension are in contact de, annular lip seal achieved by one in the Control valve housing used holding element is worn. In the case of a modified embodiment, the seal is made by an elastic and gas-tight roll fold achieved that one on the one hand on the hollow cylindrical extension and on the other hand on the in the control valve housing used sealing element sealing is attached. The latter configuration has the Advantage of reduced movement friction.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Brems kraftverstärkers stimmt der Dichtdurchmesser des ersten Ventil sitzes, der die Belüftung der Arbeitskammer mit Atmosphärendruck oder mit Überdruck steuert, zumindest annä hernd mit dem pneumatisch wirksamen Dichtdurchmesser der Lip pendichtung bzw. der Rollfalte überein. Dadurch ist das Steuerventil hinsichtlich des Atmosphärendrucks (oder Über drucks) kraftausgeglichen, d. h. der Atmosphärendruck (oder der Überdruck) führt zu keiner auf das Ventilglied wirkenden, das Öffnungs- und Schließverhalten beeinflussenden Kraftkomponente. Als auf das Ventilglied wirkende Störgröße kommt nur noch der Differenzdruck zwischen Arbeitskammer und Unterdruckkammer zum tragen, d. h. derjenige Differenzdruck, der auch auf die beweg liche Wand des Bremskraftverstärkers wirkt.In preferred embodiments of the brake according to the invention the sealing diameter of the first valve is correct seat with the ventilation of the working chamber Controls atmospheric pressure or overpressure, at least approximately with the pneumatically effective lip sealing diameter gasket or the roller fold. That’s it Control valve for atmospheric pressure (or over pressure) force balanced, d. H. atmospheric pressure (or Overpressure) does not lead to any acting on the valve member Force component influencing opening and closing behavior. The only disturbing variable acting on the valve element is the Differential pressure between working chamber and vacuum chamber for wear, d. H. the differential pressure that also moves Liche wall of the brake booster acts.

Wenn der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker zur Betätigung auch eine Elektromagnetanordnung aufweist, dann wird bevorzugt der auf das Ventilglied als Störgröße einwirkende Differenz druck zwischen Unterdruckkammer und Arbeitskammer mittels eines Sensors bestimmt. Da wie zuvor ausgeführt auf das Steuerventil, genauer auf das Ventilglied, als Störgröße nur der auch an der beweglichen Wand anstehende Differenzdruck wirkt, ist bei Kenntnis dieses Differenzdrucks ein Ausregeln der Störgröße möglich. Entsprechend dem Wert der Störgröße kann der Elektro magnetanordnung ein Stromwert zugeführt werden, der diese Störgröße kompensiert und somit ein möglichst verzögerungsfrei es Öffnen und Schließen des Steuerventils ermöglicht.When the brake booster according to the invention for actuation also has an electromagnet arrangement, then is preferred the difference acting on the valve element as a disturbance variable pressure between vacuum chamber and working chamber by means of a Sensor determined. As stated on the control valve, more precisely on the valve member, as a disturbance variable only on the differential pressure applied to the moving wall is at Knowing this differential pressure to correct the disturbance variable possible. According to the value of the disturbance variable, the electrical can magnet arrangement are supplied with a current value of this Interference variable is compensated for and thus as delay-free as possible it allows opening and closing of the control valve.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor ein den Druck in der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer messender Differenz drucksensor. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Sensor ein Drucksensor in einem dem Bremskraftverstärker nach geschalteten Hauptzylinder. Im Falle einer ausschließlich durch die Elektromagnetanordnung erfolgenden Betätigung des Brems kraftverstärkers ist das Verhältnis zwischen dem auf die beweg liche Wand wirkenden Differenzdruck und dem dadurch erzeugten Bremsdruck konstruktiv gemäß der Gleichung
According to one embodiment, the sensor is a differential pressure sensor that measures the pressure in the vacuum chamber and the working chamber. According to an alternative embodiment, the sensor is a pressure sensor in a master cylinder connected downstream of the brake booster. In the case of an actuation of the brake booster exclusively by the electromagnet arrangement, the ratio between the differential pressure acting on the movable wall and the brake pressure generated thereby is constructive in accordance with the equation

Δp = P_{Hauptzylinder} × A_{Hauptzylinder}/A_{Bremskraftverstärker}
Δp = P _{master cylinder} × A _{master cylinder} / A _{brake booster}

festgelegt, wobei A_{Hauptzylinder} die hydraulisch wirksame Quer schnittsfläche des Hauptzylinders und A_{Bremskraftverstärker} die pneumatisch wirksame Querschnittsfläche des Bremskraftverstär kers ist. Da die beiden letztgenannten Größen bei einer gegebe nen Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit konstruktiv festliegen, kann allein aus der Kenntnis des aktuell im Hauptzylinder herrschenden Bremsdruckes der auf die bewegliche Wand wirkende Differenzdruck und damit die auf das Steuerventil wirkende Störgröße bestimmt werden.set, where A _{master cylinder is} the hydraulically effective cross-sectional area of the master cylinder and A _{brake booster is} the pneumatically effective cross-sectional area of the brake booster. Since the latter two quantities are structurally fixed in a given brake booster / master cylinder unit, only the knowledge of the brake pressure currently prevailing in the master cylinder can determine the differential pressure acting on the movable wall and thus the disturbance variable acting on the control valve.

Vorteilhaft wird die aus dem Differenzdruck zwischen der Unter druckkammer und der Arbeitskammer resultierende, auf das Ven tilglied einwirkende Störgröße dem Wert nach bestimmt, beispielsweise von einem Steuergerät des Bremskraftverstärkers. Dieses Steuergerät kann beispielsweise wie zuvor erläutert aus dem im Hauptzylinder vorhandenen Hydraulikdruck die Störgröße bestimmen.This is advantageous from the differential pressure between the sub pressure chamber and the working chamber resulting on the Ven the disturbance variable acting on the value is determined, for example from a control unit of the brake booster. This control unit can, for example, as explained above the hydraulic pressure in the master cylinder is the disturbance variable determine.

Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Bremskraft verstärkers werden im folgenden anhand der schematischen Figu ren näher erläutert. Es zeigt:Two embodiments of a braking force according to the invention amplifiers are based on the schematic Figu ren explained in more detail. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbei spiel eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers, Fig. 1 shows a longitudinal section through a first Ausführungsbei play a brake booster according to the invention,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Steuerventil des Brems kraftverstärkers aus Fig. 1 in vergrößerter Darstel lung, und Fig. 2 shows a longitudinal section through the control valve of the brake booster from FIG. 1 in an enlarged representation, and

Fig. 3. einen Längsschnitt durch das Steuerventil eines etwas abgewandelten, zweiten Ausführungsbeispiels eines er findungsgemäßen Bremskraftverstärkers. Fig. 3. shows a longitudinal section through the control valve of a somewhat modified, second embodiment of a brake booster according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen Unterdruckbremskraftverstärker 10 in soge nannter Tandembauweise. Der Bremskraftverstärker 10 hat ein im wesentlichen zu einer Achse L rotationssymmetrisches Verstär kergehäuse 12, das aus zwei Halbschalen 14 und 16 sowie einem ringförmigen Zwischenstück 18 gebildet ist. Der Innenraum des Verstärkergehäuses 12 ist durch eine starre Wand 20 in einen Teilraum A und einen Teilraum B getrennt. Jeder der Teilräume A und B wird durch je eine bewegliche, längs der Achse L ver schiebbare Wand 22, 22' in eine Unterdruckkammer 24, 24' und eine Arbeitskammer 26, 26' unterteilt. Im folgenden wird nur der Teilraum A mit seiner beweglichen Wand 22 näher beschrie ben; die Funktion des Teilraums B entspricht jedoch derjenigen des Teilraums A. Fig. 1 shows a vacuum brake booster 10 in a so-called tandem design. The brake booster 10 has a substantially rotationally symmetrical to an axis L amplifier housing 12 , which is formed from two half-shells 14 and 16 and an annular intermediate piece 18 . The interior of the amplifier housing 12 is separated into a partial space A and a partial space B by a rigid wall 20 . Each of the sub-areas A and B is divided by a movable, along the axis L ver sliding wall 22 , 22 'into a vacuum chamber 24 , 24 ' and a working chamber 26 , 26 '. In the following, only the sub-area A with its movable wall 22 is described in more detail ben; the function of subspace B corresponds to that of subspace A.

In das Verstärkergehäuse 12 ragt längs der Achse L ein Steuer ventil 28 zum Steuern einer auf die bewegliche Wand 22 einwir kenden pneumatischen Druckdifferenz. Das Steuerventil 28 hat ein Steuerventilgehäuse 30 und ist verschieblich und abdichtend in einem axial nach außen stehenden, zylindrischen Hals des Verstärkergehäuses 12 aufgenommen. Im Teilraum A des Verstär kergehäuses 12 ist die bewegliche Wand 22 an einem umlaufenden Radialflansch 32 des Steuerventilgehäuses 30 abdichtend und kraftübertragend befestigt. Eine Rückstellfeder 34 spannt das Steuerventilgehäuse 30 samt der beweglichen Wand 22 in die gezeigte Ausgangsstellung vor.In the amplifier housing 12 protrudes along the axis L, a control valve 28 for controlling a pneumatic pressure difference acting on the movable wall 22 . The control valve 28 has a control valve housing 30 and is displaceably and sealingly received in an axially outwardly projecting, cylindrical neck of the booster housing 12 . In subspace A of the amplifier housing 12 , the movable wall 22 is fastened in a sealing and force-transmitting manner to a circumferential radial flange 32 of the control valve housing 30 . A return spring 34 biases the control valve housing 30 together with the movable wall 22 into the starting position shown.

Das Steuerventil 28 und damit der Bremskraftverstärker 10 ist mit einem axial in das Steuerventilgehäuse 30 ragenden, mecha nischen Eingangsglied 36 betätigbar, das im Steuerventil 28 auf einen hier zweiteilig ausgebildeten Betätigungskolben 38 wirkt und dessen anderes Ende beispielsweise mit einem hier nicht dargestellten Bremspedal verbunden ist. Der Betätigungskolben 38 durchsetzt das Steuerventilgehäuse 30 und überträgt die durch das Eingangsglied 36 eingeleitete Betätigungskraft auf eine sogenannte Fühlscheibe 40, die in einer entsprechenden Ausnehmung eines Ankergegenstücks einer im folgenden näher erläuterten Elektromagnetanordnung aufgenommen ist. Die Fühl scheibe 40 wiederum wirkt auf eine gummielastische Reaktions scheibe 42 größeren Durchmessers, die ebenfalls in dem Ankergegenstück aufgenommen ist und die die Betätigungskraft auf einen Eingangskolben 44 eines hier nicht dargestellten hydraulischen Hauptzylinders überträgt, der an der unterdruck seitigen Verstärkergehäusehälfte angebracht wird.The control valve 28 and thus the brake booster 10 can be actuated with an axially projecting into the control valve housing 30 , mechanical input member 36 which acts in the control valve 28 on a two-part actuating piston 38 and whose other end is connected, for example, to a brake pedal, not shown here. The actuating piston 38 passes through the control valve housing 30 and transmits the actuating force introduced by the input member 36 to a so-called feeler disk 40 which is received in a corresponding recess in an armature counterpart of an electromagnet arrangement which is explained in more detail below. The sensing disc 40 in turn acts on a rubber-elastic reaction disc 42 of larger diameter, which is also included in the armature counterpart and which transmits the actuating force to an input piston 44 of a hydraulic master cylinder, not shown here, which is attached to the vacuum-side amplifier housing half.

Zur automatischen, d. h. vom Willen eines Fahrers unabhängigen Betätigung des Bremskraftverstärkers 10 weist das Steuerventil 28 eine Elektromagnetanordnung 46 auf, die in einem stufenför mig erweiterten Teil des Steuerventilgehäuses 30 aufgenommen ist und die einen hohlzylindrischen Anker 48, ein Ankergegen stück 50, ein mit dem Ankergegenstück 50 starr verbundenes Spulengehäuse 52, das hier gleichzeitig den durchmessergrößeren Teil des Steuerventilgehäuses 30 bildet, und eine in dem Spu lengehäuse 52 aufgenommene, von einem Spulenhalter 54 getragene Spule 56 umfaßt, die den Anker 48 ringförmig umgibt. Die Elektromagnetanordnung 46 ist koaxial zum Betätigungskolben 38 angeordnet und wird von letzterem durchsetzt. Eine radial zwischen dem Betätigungskolben 38 und dem Anker 48 angeordnete Druckfeder 58 spannt den Anker 48 in Richtung auf das Eingangs glied 36, d. h. entgegen der Betätigungsrichtung vor. Über einen radial vorspringenden Ringbund 60 ist der Betätigungskolben 38 in Betätigungsrichtung mit dem Anker 48 gekoppelt. Radial zwischen dem Anker 48 und dem Spulengehäuse 52 bzw. dem Spulen halter 54 befindet sich eine dünnwandige Trennhülse 62 aus nichtmagnetischem Material, auf deren Innenfläche der Anker 48 axial gleiten kann.For automatic, a driver that is, the will of independent actuation of the brake booster 10, the control valve 28 is a solenoid assembly 46 that is received in a stufenför mig extended portion of the control valve housing 30 and the piece of a hollow cylindrical armature 48, an armature counter 50, one with the armature counterpart 50 rigidly connected coil housing 52 , which at the same time forms the larger diameter part of the control valve housing 30 , and includes a spool lengehäuse 52 received by a coil holder 54 supported coil 56 which surrounds the armature 48 in a ring. The electromagnet arrangement 46 is arranged coaxially with the actuating piston 38 and is penetrated by the latter. A radially arranged between the actuating piston 38 and the armature 48 compression spring 58 biases the armature 48 in the direction of the input member 36 , ie against the direction of actuation. The actuating piston 38 is coupled to the armature 48 in the actuating direction via a radially projecting annular collar 60 . Radially between the armature 48 and the coil housing 52 or the coil holder 54 is a thin-walled separating sleeve 62 made of non-magnetic material, on the inner surface of which the armature 48 can slide axially.

Auf der dem Eingangsglied 36 zugewandten Stirnseite des Ankers 48 ist eine sich koaxial zur Achse L erstreckende Hülse 64 starr befestigt, an deren freiem Ende ein erster ringförmiger Ventilsitz 66 ausgebildet ist. Der erste Ventilsitz 66 wirkt mit einem ringförmigen Ventilglied 68 zusammen und verbindet in offenem Zustand über einen radialen Kanal 70 die Arbeitskammer 26 mit Atmosphärendruck (oder Überdruck), der durch einen Luftfiltereinsatz 72 von außen in das Steuerventilgehäuse 30 einströmen kann. Durch den radialen Kanal 70 des Steuerventil gehäuses 30 ragt ein am Betätigungskolben 38 befestigter Querriegel 74, der bei einer Rückkehrbewegung des Betätigungs kolbens 38 am Ende eines Bremsvorganges gegen einen in der Verstärkergehäusewand ausgebildeten Anschlag 76 stößt, der die sogenannte Lösestellung (unbetätigte Stellung) des Bremskraft verstärkers 10 definiert.On the end face of the armature 48 facing the input member 36 , a sleeve 64 , which extends coaxially to the axis L, is rigidly fastened, at the free end of which a first annular valve seat 66 is formed. The first valve seat 66 interacts with an annular valve member 68 and, in the open state, connects the working chamber 26 with atmospheric pressure (or excess pressure) via a radial channel 70, which can flow into the control valve housing 30 from the outside through an air filter insert 72 . Through the radial passage 70 of the control valve housing 30 projects a mounted on the actuating piston 38 cross bar 74, the piston abuts upon a return movement of the actuator 38 at the end of a braking operation against a formed in the booster housing wall stop 76, the so-called release position (inoperative position) of the brake amplifier 10 defined.

Am Steuerventilgehäuse 30 ist konzentrisch zum ersten Ventil sitz 66 ein diesen umgebender und ebenfalls ringförmiger, zweiter Ventilsitz 78 ausgebildet, der mit dem Ventilglied 68 zusammenwirkt und in offenem Zustand über einen Ringkanal 80 die Unterdruckkammer 24 mit der Arbeitskammer 26 verbindet. Das Ventilglied 68 wird von einer Druckfeder 82 gegen den ersten Ventilsitz 66 und den zweiten Ventilsitz 78 gedrückt, die sich an einem in das Steuerventilgehäuse 30 eingesetzten Halteele ment 84 abstützt. Eine weitere Druckfeder 86, die sich mit ihrem einen Ende an dem Halteelement 84 und mit ihrem anderen Ende am mechanischen Eingangsglied 36 abstützt, spannt das Eingangsglied 36 entgegen der Betätigungsrichtung vor.On the control valve housing 30 is concentric with the first valve seat 66 a surrounding and also annular, second valve seat 78 is formed, which cooperates with the valve member 68 and in the open state connects the vacuum chamber 24 to the working chamber 26 via an annular channel 80 . The valve member 68 is pressed by a compression spring 82 against the first valve seat 66 and the second valve seat 78 , which element 84 is supported on a holding element 84 inserted into the control valve housing 30 . Another compression spring 86 , which is supported at one end on the holding element 84 and at the other end on the mechanical input member 36 , biases the input member 36 against the direction of actuation.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Ventilglied 68 auf seiner den Ventilsitzen 66 und 78 zugewandten Fläche mit einer Auflage 88 aus Elastomermaterial versehen, die auf das Ventilglied 68 beispielsweise geklebt oder aufvulkanisiert ist. Darüber hinaus weist der Grundkörper des Ventilgliedes 68 einen sich von den beiden Ventilsitzen 66, 78 weg erstreckenden, hohlzylindrischen Fortsatz 90 auf. Das Ventilglied 68 mit seinem hohlzylindrischen Fortsatz 90 und das in das Steuerven tilgehäuse 30 eingesetzte Halteelement 84 begrenzen zwischen sich einen im wesentlichen torusförmigen Druckraum 92, der durch einen Ringspalt 94 zwischen dem radial äußeren Teil des Ventilgliedes 68 und der Innenseite des Halteelementes 84 mit dem Ringkanal 80 und damit mit der Unterdruckkammer 24 in Fluidverbindung steht. Das Halteelement 84 ist gegenüber der Innenwand des Steuerventilgehäuses 30 durch einen Dichtring 96 und gegenüber dem hohlzylindrischen Fortsatz 90 durch eine vom Halteelement 84 getragene, ringförmige Lippendichtung 98 abge dichtet.As can be seen in particular from FIG. 2, the valve member 68 is provided on its surface facing the valve seats 66 and 78 with a support 88 made of elastomer material, which is glued or vulcanized onto the valve member 68, for example. In addition, the base body of the valve member 68 has a hollow cylindrical extension 90 which extends away from the two valve seats 66 , 78 . The valve member 68 with its hollow cylindrical extension 90 and the holding element 84 inserted into the control valve housing 30 delimit between them an essentially toroidal pressure chamber 92 which is defined by an annular gap 94 between the radially outer part of the valve member 68 and the inside of the holding element 84 with the annular channel 80 and thus in fluid communication with the vacuum chamber 24 . The holding element 84 is sealed against the inner wall of the control valve housing 30 by a sealing ring 96 and against the hollow cylindrical extension 90 by an annular lip seal 98 carried by the holding element 84 .

Es wird nun die Funktion des Bremskraftverstärkers 10 und insbesondere des Steuerventils 28 näher erläutert. Betätigt der Fahrer das hier nicht dargestellte Bremspedal, muß er zunächst eine Ansprechkraft überwinden, deren Betrag im wesentlichen der durch die Druckfedern 58 und 86 erzeugten und entgegen der Betätigungsrichtung wirkenden Kraft entspricht. Ist diese Ansprechkraft überwunden, so verschieben sich das Eingangsglied 36 und der Betätigungskolben 38 aus der in den Figuren gezeig ten Ruhelage relativ zum Steuerventilgehäuse 30 nach links. Über den am Betätigungskolben 38 ausgebildeten Ringbund 60 wird auch der Anker 48 und mit ihm die Hülse 64 in Betätigungsrich tung mitgenommen, so daß der erste Ventilsitz 66 den dichtenden Kontakt zum Ventilglied 68 verliert, wodurch die Verbindung der Arbeitskammer 26 zum Atmosphärendruck geöffnet wird. Luft strömt durch den Luftfiltereinsatz 72, über den ersten Ventil sitz 66 und durch den radialen Kanal 70 in die Arbeitskammer 26 ein, woraufhin sich an der beweglichen Wand 22 ein Differenz druck aufbaut. Dieser Differenzdruck verschiebt die bewegliche Wand 22 und damit das Steuerventilgehäuse 30 nach links, woraus eine entsprechende Servokraft resultiert, die über den Ein gangskolben 44 an den nicht dargestellten Hauptzylinder weiter geleitet wird.The function of the brake booster 10 and in particular of the control valve 28 will now be explained in more detail. If the driver operates the brake pedal (not shown here), he must first overcome a response force, the amount of which essentially corresponds to the force generated by the compression springs 58 and 86 and acting counter to the direction of actuation. If this response force is overcome, the input member 36 and the actuating piston 38 move from the rest position shown in the figures th to the left relative to the control valve housing 30 . About the formed on the actuating piston 38 collar 60 and the armature 48 and with it the sleeve 64 is taken in the direction of actuation, so that the first valve seat 66 loses sealing contact with the valve member 68 , whereby the connection of the working chamber 26 is opened to atmospheric pressure. Air flows through the air filter insert 72 , via the first valve seat 66 and through the radial channel 70 into the working chamber 26 , whereupon a differential pressure builds up on the movable wall 22 . This differential pressure moves the movable wall 22 and thus the control valve housing 30 to the left, which results in a corresponding servo force, which is passed on via the input piston 44 to the master cylinder, not shown.

Beim Lösen des Bremspedals bewegen sich aufgrund der Kräfte der Druckfedern 58 und 86 der Anker 48 und die an ihn gekoppelte Hülse 64, der Betätigungskolben 38 und das Eingangsglied 36 nach rechts zurück, wodurch der erste Ventilsitz 66 wieder in dichtende Anlage mit dem Ventilglied 68 gerät. Anschließend führt die Kraft der Druckfedern 58, 86 gegen die Kraft der Druckfeder 82 dazu, daß das Ventilglied 68 vom zweiten Ventil sitz 78 abgehoben wird, wodurch die Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 24 und der Arbeitskammer 26 geöffnet ist. Weil die Unterdruckkammer 24 ständig mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, führt dies zu der gewünschten Differenzdruckab senkung an der beweglichen Wand 22 und somit zu einer Rücknahme der vom Bremskraftverstärker 10 erzeugten Servokraft. Bei Erreichen einer Gleichgewichtsstellung legt sich der zweite Ventilsitz 78 wieder dichtend an das Ventilglied 68 an.When the brake pedal is released, the armature 48 and the sleeve 64 coupled to it, the actuating piston 38 and the input member 36 move back to the right due to the forces of the compression springs 58 and 86 , as a result of which the first valve seat 66 again comes into sealing contact with the valve member 68 . Then, the force of the compression springs 58 , 86 against the force of the compression spring 82 causes the valve member 68 to be lifted from the second valve seat 78 , whereby the connection between the vacuum chamber 24 and the working chamber 26 is opened. Because the vacuum chamber 24 is constantly connected to a vacuum source, this leads to the desired differential pressure reduction on the movable wall 22 and thus to a reduction in the servo force generated by the brake booster 10 . When an equilibrium position is reached, the second valve seat 78 rests against the valve member 68 in a sealing manner.

Eine elektromagnetische Betätigung des Steuerventils 28 ver läuft analog. Durch Bestromen der Elektromagnetanordnung 46 entsteht zwischen dem Anker 48 und dem Ankergegenstück 50 ein Kraftfeld, das den Anker 48 gegen die Kraft der Druckfeder 58 in Betätigungsrichtung verschiebt, wodurch der erste Ventilsitz 66 vom Ventilglied 68 abhebt und die Verbindung zwischen der Atmosphäre und der Arbeitskammer 26 öffnet. Wird die Elektroma gnetanordnung 46 entregt, schiebt die Druckfeder 58 den Anker 48 und damit den ersten Ventilsitz 66 wieder in dichtende Anlage mit dem Ventilglied 68. Der weitere Ablauf entspricht dem zuvor im Zusammenhang mit einer mechanischen Betätigung erläuterten.An electromagnetic actuation of the control valve 28 runs analogously. By energizing the electromagnet arrangement 46 , a force field is created between the armature 48 and the armature counterpart 50 , which displaces the armature 48 against the force of the compression spring 58 in the actuating direction, as a result of which the first valve seat 66 lifts off the valve member 68 and the connection between the atmosphere and the working chamber 26 opens. If the electromagnetic assembly 46 is de-energized, the compression spring 58 pushes the armature 48 and thus the first valve seat 66 back into sealing contact with the valve member 68. The further sequence corresponds to that previously explained in connection with a mechanical actuation.

Aufgrund der Abdichtung des Druckraumes 92 durch den Dichtring 96 und die Lippendichtung 98 herrscht in der in Fig. 2 wieder gegebenen unbetätigten Stellung des Bremskraftverstärkers 10, d. h. bei geschlossenen Ventilsitzen 66 und 78, im Druckraum 92 jedenfalls annähernd der gleiche Druck wie im Ringkanal 80 und der Unterdruckkammer 24. Da die Arbeitskammer 26 in der Löse stellung des Bremskraftverstärkers 10 ebenfalls evakuiert ist, herrscht auch im radialen Kanal 70 und im Raum zwischen den beiden Ventilsitzen 66 und 78 im wesentlichen der Druck der Unterdruckkammer 24. Der Durchmesser des hohlzylindrischen Fortsatzes 90 ist zumindest ungefähr genau so groß wie der Dichtdurchmesser des ersten Ventilsitzes 66, so daß das Ventil glied 68 hinsichtlich des Atmosphärendrucks kraftausgeglichen ist. In der Lösestellung sorgt demnach ausschließlich die Druckfeder 58 für das Anpressen des Ventilgliedes 68 an die beiden Ventilsitze 66 und 78. Due to the sealing of the pressure chamber 92 by the sealing ring 96 and the lip seal 98 , in the unactuated position of the brake booster 10 shown again in FIG. 2, that is to say with the valve seats 66 and 78 closed , the pressure chamber 92 is approximately the same pressure as in the annular channel 80 and the vacuum chamber 24. Since the working chamber 26 is also evacuated in the release position of the brake booster 10 , there is also essentially the pressure of the vacuum chamber 24 in the radial channel 70 and in the space between the two valve seats 66 and 78. The diameter of the hollow cylindrical extension 90 is at least approximately as large as the sealing diameter of the first valve seat 66 , so that the valve member 68 is force-balanced with respect to the atmospheric pressure. In the release position, only the compression spring 58 therefore ensures that the valve member 68 is pressed against the two valve seats 66 and 78.

Bei betätigtem Bremskraftverstärker 10, d. h. bei geöffnetem ersten Ventilsitz 76, kommt es aufgrund der auf die zwischen den beiden Ventilsitzen 66 und 78 befindliche Ringfläche des Ventilgliedes 68 wirkenden pneumatischen Druckdifferenz zwi schen Unterdruckkammer 24 und Arbeitskammer 26 zu einer Kraft komponente, die entgegen der Druckfeder 58 auf das Ventilglied 68 wirkt. Diese Kraftkomponente erleichtert bei der Rückkehr des Steuerventils 28 in seine Lösestellung, d. h. beim Rücklauf der beweglichen Wand 22, das Öffnen des zweiten Ventilsitzes 78. Entsprechend schwächer kann die den ersten Dichtsitz 76 entgegen der Betätigungsrichtung vorspannende Druckfeder 58 ausgelegt werden, wodurch gleichzeitig die bei einer Betätigung des Bremskraftverstärkers 10 zu überwindende Ansprechkraft im selben Maße verringert ist.When the brake booster 10 is actuated, ie when the first valve seat 76 is open, the pneumatic pressure difference between the vacuum chamber 24 and the working chamber 26 acting on the annular surface of the valve member 68 between the two valve seats 66 and 78 results in a force component which acts counter to the compression spring 58 acts on the valve member 68 . This force component facilitates the opening of the second valve seat 78 when the control valve 28 returns to its release position, that is to say when the movable wall 22 returns. The compression spring 58 which prestresses the first sealing seat 76 against the actuation direction can be designed correspondingly weaker, thereby simultaneously reducing the pressure at one Actuation of the brake booster 10 response force to be overcome is reduced to the same extent.

Das in Fig. 3 wiedergegebene, zweite Ausführungsbeispiel ent spricht im wesentlichen dem zuvor beschriebenen ersten Ausfüh rungsbeispiel, jedoch wird zur Abdichtung des Halteelements 84 gegenüber dem hohlzylindrischen Fortsatz 90 statt der Lippen dichtung 98 eine Rollfalte 100 aus Elastomermaterial einge setzt, die einerseits am hohlzylindrischen Fortsatz 90 und andererseits am Halteelement 84 abdichtend festgelegt ist. Die Funktion des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht der des ersten Ausführungsbeispieles.The second embodiment shown in FIG. 3 speaks essentially the first embodiment described above, but for sealing the holding element 84 with respect to the hollow cylindrical extension 90 instead of the lip seal 98 a roll fold 100 made of elastomeric material is inserted, which on the one hand on the hollow cylindrical extension 90 and on the other hand is fixed sealingly on the holding element 84 . The function of the second embodiment corresponds to that of the first embodiment.

Claims

1. Pneumatischer Bremskraftverstärker (10) insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Verstärkergehäuse (12), dessen Innen raum durch zumindest eine bewegliche Wand (22) in eine Unter druckkammer (24) und eine Arbeitskammer (26) unterteilt ist, und mit einem Steuerventil (28), das einen ersten Ventilsitz (66) , einen konzentrisch dazu angeordneten zweiten Ventilsitz (78) und ein an beide Ventilsitze (66, 78) anlegbares Ventil glied (68) aufweist, und das nach Überwinden einer entgegen seiner Betätigungsrichtung wirkenden Ansprechkraft eine auf die bewegliche Wand (22) einwirkende pneumatische Druckdifferenz steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (68) auf seiner den Ventilsitzen (66, 78) abgewandten Seite ständig dem in der Unterdruckkammer (24) herrschenden Druck ausgesetzt ist.1. Pneumatic brake booster ( 10 ), in particular for motor vehicles, with an amplifier housing ( 12 ), the interior of which is divided by at least one movable wall ( 22 ) into a vacuum chamber ( 24 ) and a working chamber ( 26 ), and with a control valve ( having a first valve seat (66), a concentrically arranged to the second valve seat (78) and a member at both valve seats (66, 78) which can be placed valve (68) and after overcoming a counter to its actuating direction acting response force a 28) controls the movable wall ( 22 ) acting pneumatic pressure difference, characterized in that the valve member ( 68 ) on its side facing away from the valve seats ( 66 , 78 ) is constantly exposed to the pressure prevailing in the vacuum chamber ( 24 ).

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (28) ein in das Verstärkergehäuse (12) ragendes, mit der beweglichen Wand (22) kraftübertragend verbundenes Steuerventilgehäuse (30) aufweist, zwischen dessen Innenwand und dem Ventilglied (68) ein mit der Unterdruckkammer (24) kommunizierender Druckraum (92) ausgebil det ist.2. Brake booster according to claim 1, characterized in that the control valve ( 28 ) has a in the booster housing ( 12 ), with the movable wall ( 22 ) force-transmitting control valve housing ( 30 ) between the inner wall and the valve member ( 68 ) with the vacuum chamber ( 24 ) communicating pressure chamber ( 92 ) is ausgebil det.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (92) eine im wesent lichen torusförmige Gestalt hat.3. Brake booster according to claim 2, characterized in that the pressure chamber ( 92 ) has a toroidal shape in wesent union.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (68) axial bewegbar ist und einen hohlzylindrischen Fortsatz (90) aufweist, der gegenüber dem Druckraum (92) durch eine ringförmige Lippendich tung (98) abgedichtet ist, die von einem in das Steuerventilge häuse (30) eingesetzten Halteelement (84) getragen wird. 4. Brake booster according to claim 2 or 3, characterized in that the valve member ( 68 ) is axially movable and has a hollow cylindrical extension ( 90 ) which is sealed against the pressure chamber ( 92 ) by an annular lip seal device ( 98 ) which is sealed by a in the control valve housing ( 30 ) inserted holding element ( 84 ) is worn.

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (68) axial bewegbar ist und einen hohlzylindrischen Fortsatz (90) aufweist, der gegenüber dem Druckraum (92) abgedichtet ist durch eine Roll falte (100), die einerseits am hohlzylindrischen Fortsatz (90) und andererseits an einem in das Steuerventilgehäuse (30) eingesetzten Halteelement (84) abdichtend festgelegt ist.5. Brake booster according to claim 2 or 3, characterized in that the valve member ( 68 ) is axially movable and has a hollow cylindrical extension ( 90 ) which is sealed against the pressure chamber ( 92 ) by a roll fold ( 100 ), on the one hand on hollow cylindrical extension ( 90 ) and on the other hand is sealingly fixed to a holding element ( 84 ) inserted into the control valve housing ( 30 ).

6. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtdurchmesser des ersten Ventilsitzes (66) zumindest annähernd mit dem pneumatisch wirksamen Dichtdurchmesser der Lippendichtung (98) bzw. der Rollfalte (100) übereinstimmt.6. Brake booster according to claim 4 or 5, characterized in that the sealing diameter of the first valve seat ( 66 ) at least approximately matches the pneumatically effective sealing diameter of the lip seal ( 98 ) or the roller fold ( 100 ).

7. Bremskraftverstärker nach Anspruch 6,
wobei das Steuerventil (28) unabhängig voneinander einerseits durch ein mechanisches Eingangsglied (36) und andererseits durch eine Elektromagnetanordnung (48) mit einer Spule (58) und einem Anker (50), die relativ zueinander längs der Betätigungs richtung verschiebbar sind, betätigbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Ventilglied (68) als Störgröße einwirkende Differenzdruck zwischen Unterdruckkammer (24) und Arbeitskammer (26) mittels eines Sensors bestimmt wird.7. Brake booster according to claim 6,
the control valve ( 28 ) being independently operable on the one hand by a mechanical input member ( 36 ) and on the other hand by an electromagnet arrangement ( 48 ) with a coil ( 58 ) and an armature ( 50 ) which can be displaced relative to one another along the actuating direction,
characterized in that the differential pressure acting on the valve member ( 68 ) as a disturbance variable between the vacuum chamber ( 24 ) and the working chamber ( 26 ) is determined by means of a sensor.

8. Bremskraftverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein den Druck in der Unterdruckkammer (24) und der Arbeitskammer (26) messender Differenzdrucksensor ist.8. Brake booster according to claim 7, characterized in that the sensor is a the pressure in the vacuum chamber ( 24 ) and the working chamber ( 26 ) measuring differential pressure sensor.

9. Bremskraftverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Drucksensor in einem dem Bremskraftverstärker nachgeschalteten Hauptzylinder ist.9. Brake booster according to claim 7, characterized in that the sensor is a pressure sensor in a the master cylinder downstream of the brake booster.

10. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Differenzdruck zwischen Unterdruckkammer (24) und Arbeitskammer (26) resultierende, auf das Ventilglied (68) einwirkende Störgröße bestimmt und einem Steuergerät des Bremskraftverstärkers zugeführt wird.10. Brake booster according to one of claims 7 to 9, characterized in that the resulting from the differential pressure between the vacuum chamber ( 24 ) and working chamber ( 26 ), acting on the valve member ( 68 ) disturbance variable is determined and supplied to a control unit of the brake booster.