DE19756225A1 - Vakuumbremskraftverstärker - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuumbremskraftverstärker oder Servomotor für das Bremssystem eines Kraftfahrzeuges. Insbesondere be­ trifft die vorliegende Erfindung eine Ventilanordnung in einem derartigen Bremskraftverstärker.

Vakuumbremskraftverstärker für das Bremssystem von Kraftfahrzeugen umfassen typischerweise ein Gehäuse, eine Membran, die in dem Gehäuse angeordnet ist, um eine vordere Kammer und eine hintere Kammer zu de­ finieren, einen Leistungskolben, der an der Membran angebracht und axial relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist, einen Plunger, der in dem Lei­ stungskolben angeordnet, mit einer Druckstange verbunden und zu einer begrenzten Axialbewegung relativ zu dem Leistungskolben in der Lage ist, ein Vakuumventil an dem Leistungskolben und ein Luftventil an dem Plunger. Die vordere Kammer ist mit einer Vakuumversorgung verbunden. Die hintere Kammer ist mit der vorderen Kammer oder mit Luft bei atmo­ sphärischem Druck abhängig von den Relativpositionen des Leistungskol­ bens und des Plungers verbindbar. Die Druckstange ist mit dem Fahr­ zeugbremspedal verbindbar. Der Kraftverstärker weist auch eine Aus­ gangsstange auf, die von dem Leistungskolben und/oder dem Plunger betätigt wird, um die Fahrzeugbremsen, typischerweise mittels eines Hauptzylinders, zu betätigen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Anord­ nung für das Ventilsystem dieser bekannten Vakuumbremskraftverstärker zu schaffen.

Zu diesem Zweck umfaßt ein Vakuumbremskraftverstärker gemäß der vorliegenden Erfindung für das Bremssystem eines Kraftfahrzeuges ein Gehäuse, eine Membran, die in dem Gehäuse angeordnet ist, um eine vordere Kammer und eine hintere Kammer zu definieren, wobei die vorde­ re Kammer mit einer Vakuumquelle verbindbar ist, einen Leistungskol­ ben, der an der Membran angebracht und axial relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist, einen Plunger, der in dem Leistungskolben angeordnet, mit einer Druckstange verbunden und zu einer begrenzten Axialbewegung re­ lativ zu dem Leistungskolben in der Lage ist, ein ringförmiges Vakuum­ ventil an dem Leistungskolben, ein erstes ringförmiges Luftventil an dem Plunger, einen ersten ringförmigen Ventilsitz, der mit dem Vakuumventil und mit dem ersten Luftventil in Eingriff treten kann und axial relativ zu dem Leistungskolben bewegbar ist, ein zweites ringförmiges Luftventil an dem Leistungskolben, einen zweiten ringförmigen Ventilsitz, der mit dem zweiten Luftventil in Eingriff treten kann und axial relativ zu dem Lei­ stungskolben bewegbar ist, wobei die Ventile und Ventilsitze innerhalb ei­ nes zylindrischen Teils des Leistungskolbens positioniert sind, wobei der erste Ventilsitz sich hinter dem ersten Luftventil und dem Vakuumventil befindet, der zweite Ventilsitz sich hinter dem ersten Ventilsitz befindet, und das zweite Luftventil sich hinter dem zweiten Ventilsitz befindet, ein Eingriffsmittel, das an der Druckstange oder dem Plunger befestigt ist, um mit dem zweiten Ventilsitz in Eingriff zu treten, einen ersten Durchgang in dem Leistungskolben, der radial außen von dem Vakuumventil angeord­ net und mit der vorderen Kammer verbunden ist, einen zweiten Durch­ gang in dem Leistungskolben, der radial innen von dem Vakuumventil und radial außen von dem ersten Luftventil angeordnet und mit der hinte­ ren Kammer verbunden ist, einen dritten Durchgang, der radial innen von dem ersten Luftventil und dem zweiten Luftventil angeordnet und mit Luft bei oder über atmosphärischem Druck verbindbar ist, und einen vierten Durchgang, von dem zumindest ein Teil radial außen von dem zweiten Luftventil angeordnet und mit der hinteren Kammer verbindbar ist, wobei die Anordnung derart ist, daß bei einer ersten Axialposition der Druck­ stange relativ zu dem Leistungskolben das erste Luftventil in Eingriff mit dem ersten Ventilsitz steht, das zweite Luftventil in Eingriff mit dem zwei­ ten Ventilsitz steht, das Vakuumventil außer Eingriff von dem ersten Ven­ tilsitz steht und die vordere Kammer mit der hinteren Kammer mittels der ersten und zweiten Durchgänge verbunden ist, daß bei einer zweiten Axialposition der Druckstange relativ zu dem Leistungskolben das erste Luftventil außer Eingriff von dem ersten Ventilsitz steht, das zweite Luft­ ventil in Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz steht, das Vakuumventil in Eingriff mit dem ersten Ventilsitz steht und die hintere Kammer mit Luft bei atmosphärischem Druck mittels der zweiten und dritten Durchgänge verbunden ist, und daß bei einer dritten Axialposition der Druckstange relativ zu dem Leistungskolben das erste Luftventil außer Eingriff von dem ersten Ventilsitz steht, das zweite Luftventil aufgrund des Eingriffs des Eingriffsmittels mit dem zweiten Ventilsitz außer Eingriff von dem zweiten Ventilsitz steht, das Vakuumventil in Eingriff mit dem ersten Ventilsitz steht und die hintere Kammer mit Luft bei atmosphärischem Druck mit­ tels der zweiten und dritten Durchgänge und mittels dritter und vierter Durchgänge verbunden ist.

Diese vorliegende Erfindung schafft eine schnellere Füllzeit für die hintere Kammer während extremer Bremsbedingungen und folglich ein schnelle­ res Auforingen der Bremse.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung be­ schrieben, in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Teilquerschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines Vakuumbremskraftverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Teilquerschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform eines Vakuumbremskraftverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine Teilquerschnittsansicht einer dritten Ausführungsform eines Vakuumbremskraftverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Teilquerschnittsansicht einer vierten Ausführungsform eines Vakuumbremskraftverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine Teilquerschnittsansicht der Ventilanordnung einer fünf­ ten Ausführungsform eines Vakuumbremskraftverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei sich der Brems­ kraftverstärker in einer Gleichgewichtsposition befindet,

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich wie die von Fig. 5, die den Vakuum­ bremskraftverstärker in seiner "Ruhe"-Position zeigt,

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich wie die von Fig. 5, die den Vakuum­ bremskraftverstärker in seiner normalen Bremsposition zeigt,

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich wie die von Fig. 5, die den Vakuum­ bremskraftverstärker in seiner extremen Bremsposition zeigt, und

Fig. 9 eine Teilquerschnittsansicht der Ventilanordnung einer sech­ sten Ausführungsform eines Vakuumbremskraftverstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei sich der Brems­ kraftverstärker in einer Gleichgewichtsposition befinden.

Mit Bezug auf Fig. 1 umfaßt die erste Ausführungsform eines Vakuum­ bremskraftverstärkers 100 (der in dem Bremssystem eines Kraftfahrzeu­ ges verwendet wird) ein Gehäuse 12 mit einer Membran 14, die in dem Gehäuse positioniert ist, um eine vordere Kammer 16 und eine hintere Kammer 18 zu definieren. Die vordere Kammer 16 ist mit einer Vakuum­ quelle (nicht gezeigt) verbunden. Ein Leistungskolben 20 ist in dem Ge­ häuse 12 positioniert und weist einen im wesentlichen zylindrischen Teil 22 auf, der sich von der Rückseite des Gehäuses erstreckt. Ein Plunger 24 ist in einer Axialbohrung 26 in dem Leistungskolben 20 befestigt. Der Lei­ stungskolben 20 kann sich relativ zu dem Gehäuse 12 in einer Axialrich­ tung A bewegen. Der Plunger 24 kann sich relativ zu dem Leistungskolben 20 in der Axialrichtung A bewegen. Derartige Relativbewegungen sind durch ein Keilelement 28 begrenzt, das durch eine sich diagonal erstrec­ kende Öffnung 30 in dem Leistungskolben 20 verläuft, das mit einer inne­ ren Schulter 32 an dem Gehäuse 12 in Eingriff treten kann, und das lose mit dem Plunger 24 in Eingriff steht. Andere Formen eines wechselseitigen Eingriffs können zwischen dem Gehäuse 12, dem Leistungskolben 20 und dem Plunger 24 verwendet werden. Der Innenrand 34 der Membran 14 ist an dem Leistungskolben 20 befestigt. Eine Druckstange 36 ist in dem Plunger 24 befestigt und erstreckt sich aus der Rückseite des Gehäuses 12 heraus. Die Druckstange 36 ist mit dem Bremspedal (nicht gezeigt) in dem Kraftfahrzeug verbindbar. Eine Ausgangsstange 38 erstreckt sich aus dem Gehäuse 12 heraus in einer Richtung nach vorne und ist mit dem Leistungskolben 20 verbunden. Die Ausgangsstange 38 ist mit einem Kol­ ben (nicht gezeigt) in einem Hauptzylinder (nicht gezeigt) des Bremssy­ stems verbindbar.

Dem Leistungskolben 20 und dem Plunger 24 ist eine Ventilanordnung 40 zugeordnet, die entweder die hintere Kammer 18 mit der vorderen Kam­ mer 16 verbindet, oder die hintere Kammer isoliert, oder die hintere Kam­ mer mit Luft bei atmosphärischem Druck verbindet. Die Ventilanordnung 40 ist in dem zylindrischen Teil 22 des Leistungskolbens 20 positioniert. Die Ventilanordnung 40 umfaßt einen ringförmigen Ventilsitz 42, der axial relativ zu dem Leistungskolben 20 bewegbar ist und auf die Vorderseite des Bremskraftverstärkers 100 zu gerichtet ist, ein ringförmiges Vakuum­ ventil 44, das an dem Leistungskolben gebildet oder an diesem befestigt ist, das auf die Rückseite des Bremskraftverstärkers zu gerichtet ist, und das mit dem Ventilsitz in Eingriff treten kann, und ein ringförmiges Luft­ ventil 46, das an dem Plunger 24 gebildet oder befestigt ist, auf die Rück­ seite des Bremskraftverstärkers zu gerichtet ist, und das mit dem Ventil­ sitz in Eingriff treten kann. Der Ventilsitz 42 umfaßt vorzugsweise einen ringförmigen, elastomeren Körper 60, der durch ein ringförmiges, starres Element 62 gehalten ist. Radial außen von dem Vakuumventil 44 befindet sich ein erster Durchgang 48, der sich in einer Axialrichtung durch den Leistungskolben 20 erstreckt und sich in die vordere Kammer 16 öffnet. Radial innen von dem Vakuumventil 44 und radial außen von dem Luft­ ventil 46 befindet sich ein Durchgang 50, der sich in einer Axialrichtung durch den Leistungskolben 20 erstreckt und sich in die hintere Kammer 18 mittels der diagonalen Öffnung 30 öffnet. Der Durchgang 50 und die Öffnung 30 definieren einen zweiten Durchgang. Radial innen von dem Luftventil 46 befindet sich ein dritter Durchgang 58, der Luft bei atmo­ sphärischem Druck durch das offene Ende 51 des zylindrischen Teils 22 aufnimmt. Eine Feder 52, die auf gegenüberliegende Schultern 54, 56 des Leistungskolbens 20 beziehungsweise des Plungers 24 wirkt, spannt das Luftventil 46 in einer Richtung nach hinten in Eingriff mit dem Ventilsitz 42 vor. Wie unten ausführlicher in bezug auf die fünfte Ausführungsform (Fig. 5 bis 8) erläutert ist, ist das Vakuumventil 44 in der Ruheposition von dem Ventilsitz 42 beabstandet, wohingegen das Luftventil 46 mit dem Ventilsitz in Eingriff steht, wodurch die hintere Kammer 18 mit dem Va­ kuum in der vorderen Kammer 16 mittels der Durchgänge 48, 50 und der Öffnung 30 verbunden wird. In der normalen Bremsposition ist das Luft­ ventil 46 von dem Ventilsitz 42 beabstandet, und das Vakuumventil 44 steht mit dem Ventilsitz in Eingriff, wodurch die hintere Kammer 18 mit­ tels der Durchgänge 50, 58 und der Öffnung 30 mit Luft bei atmosphäri­ schem Druck verbunden wird.

Der soweit beschriebene Vakuumbremskraftverstärker und dessen Ar­ beitsweise sind Fachleuten bekannt und werden nicht ausführlicher be­ schrieben.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Ventilanordnung 40 ferner einen zweiten ringförmigen Ventilsitz 64, der durch ein zweites ringförmi­ ges Luftventil 66 in Eingriff treten kann. Der zweite Ventilsitz 64 ist axial relativ zu dem Leistungskolben 20 bewegbar und auf die Rückseite des Bremskraftverstärkers zu gerichtet, und das zweite Luftventil 66 ist an dem Leistungskolben 20 befestigt oder gebildet und auf die Vorderseite des Bremskraftverstärkers zu gerichtet. Der zweite Ventilsitz 64 umfaßt vorzugsweise einen ringförmigen, elastomeren Körper 68, der durch ein ringförmiges, starres Element 70 gehalten ist. Das starre Element 70 weist vorzugsweise sich axial erstreckende Arme 71 auf, die verschiebbar an dem Element 73 gehalten sind, das das zweite Luftventil 66 definiert. Der elastomere Körper 68 des zweiten Ventilsitzes 64 ist vorzugsweise integral mit dem elastomeren Körper 60 des ersten Ventilsitzes 42 gebildet. Es ist eine Lippe 43 integral an dem elastomeren Körper 60 des ersten Ventilsit­ zes 42 gebildet, die dichtend und verschiebbar mit der Innenfläche 45 des zylindrischen Teils 22 des Leistungskolbens 20 in Eingriff steht. Der Raum zwischen den integralen, elastomeren Körpern 60, 68, der Lippe 43, der Innenfläche 45 des zylindrischen Teils 22 und des zweiten Luftventils 66 definiert eine Zwischenluftkammer 74. Der zweite Ventilsitz 64 und das Luftventil 66 sind hinter und näher bei dem offenen Ende 51 des zylindri­ schen Teils 22 des Leistungskolbens 20 positioniert als der erste Ventilsitz 42, das Vakuumventil 44 und das erste Luftventil 46. Eine Feder 72 er­ streckt sich zwischen beiden Ventilsitzen 42, 64, um die Ventilsitze in der Axialrichtung voneinanderweg vorzuspannen. Radial innen von dem zweiten Luftventil 66 befindet sich der Luftdurchgang 58. Radial außen von dem zweiten Luftventil 66 befindet sich ein Teil 75 der Zwischenluft­ kammer 74. Die Zwischenluftkammer 74 ist mit der hinteren Kammer 18 mittels einer radialen Öffnung 76 in dem Leistungskolben 20 verbunden. Der Teil 75 der Zwischenkammer 74, die Zwischenluftkammer und die ra­ diale Öffnung 76 definieren einen vierten Durchgang. Ein Eingriffsmittel in der Form eines Rings 78 ist an der Druckstange 36 hinter dem zweiten Ventilsitz 64 befestigt. Während eines extremen Bremsens, bei dem die Druckstange 36 sich weiter als während eines normalen Bremsens be­ wegt, steht der Ring 78 mit dem zweiten Ventilsitz 64 in Eingriff, um das zweite Luftventil 66 von dem zweiten Ventilsitz außer Eingriff zu bringen. Wie unten ausführlicher beschrieben, öffnet eine derartige Anordnung ei­ nen zusätzlichen Durchgang für Luft bei atmosphärischem Druck, so daß diese die hintere Kammer 18 - in diesem Fall mittels des Durchganges 58, der Zwischenkammer 74 und der radialen Öffnung 76 - erreicht.

In der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform eines Vakuumbrems­ kraftverstärkers 200 sind gleichen Teilen die gleichen Bezugszeichen wie jene in Fig. 1 gegeben worden. Bezüglich der ersten Ausführungsform ist die radiale Öffnung 76 in dem Leistungskolben 20 durch einen sich axial erstreckenden Durchgang 80 in dem Leistungskolben 20 ersetzt, der die Zwischenluftkammer 74 mit der hinteren Kammer 18 verbindet. Andere Merkmale der zweiten Ausführungsform des Bremskraftverstärkers 200 und seine Arbeitsweise sind im wesentlichen gleich wie bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform des Bremskraftverstärkers 100.

In der in Fig. 3 gezeigten dritten Ausführungsform eines Bremskraftver­ stärkers 300 sind gleichen Teilen die gleichen Bezugszeichen wie jene in Fig. 2 gegeben worden. Bezüglich der zweiten Ausführungsform ist der Ring 78, der an der Druckstange 36 befestigt ist, weggelassen. In diesem Fall umfaßt der Plunger 24 eine Anzahl von integralen, sich nach hinten erstreckenden Armen 82, die an ihrem freien Ende nach außen gerichtete Lippen 84 aufweisen, die hinter dem zweiten Ventilsitz 64 positioniert sind. Während extremer Bremsbedingungen stehen die Lippen 84 mit dem zweiten Ventilsitz 64 in Eingriff, um den zweiten Ventilsitz von dem zwei­ ten Luftventil 66 außer Eingriff zu bringen. Andere Merkmale der dritten Ausführungsform des Bremskraftverstärkers 300 und seine Arbeitsweise sind im wesentlichen gleich wie bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausfüh­ rungsform des Bremskraftverstärkers 100.

In der in Fig. 4 gezeigten vierten Ausführungsform eines Vakuumbrems­ kraftverstärkers 400 sind gleichen Teilen die gleichen Bezugszeichen wie jene in Fig. 1 gegeben worden. Bezüglich der ersten Ausführungsform ist die radiale Öffnung 76 in dem Leistungskolben 20 durch einen sich axial erstreckenden Durchgang 86 durch den ersten Ventilsitz 42 zwischen dem Vakuumventil 44 und dem ersten Luftventil 46 ersetzt, der die Zwischen­ luftkammer 74 mit der hinteren Kammer 18 mittels des Luftdurchganges 50 und der Öffnung 30 verbindet. Andere Merkmale der vierten Ausfüh­ rungsform des Bremskraftverstärkers 400 und seine Arbeitsweise sind im wesentlichen gleich wie bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform des Vakuumbremskraftverstärkers 100.

In der in den Fig. 5 bis 8 gezeigten fünften Ausführungsform eines Vaku­ umbremskraftverstärkers 500 sind gleichen Teilen die gleichen Bezugszei­ chen wie jene in Fig. 1 gegeben worden. Bezüglich der ersten Ausfüh­ rungsform ist der Ring 78 an der Druckstange 36 weggelassen. In dieser Ausführungsform weist der zweite Ventilsitz 64 eine Anzahl von sich nach vorne erstreckenden Beinen 88 auf (die vorzugsweise integral mit dem starren Halteelement 62 sind), die sich in eine Kammer 90 in dem Plunger 24 erstrecken. Die freien Enden der Beine 88 weisen nach außen gerich­ tete Arme 92 auf, und das offene Ende der Kammer 90 weist einen nach innen gerichteten Kranz 94 auf. Außer während extremer Bremsbedin­ gungen (wie unten beschrieben) sind die Arme 92 von dem Kranz 94 beab­ standet. Andere Merkmale der fünften Ausführungsform des Bremskraft­ verstärkers 500 sind im wesentlichen gleich wie bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform des Bremskraftverstärkers 100.

Jede der Fig. 5 bis 8 zeigt den Status der Ventilanordnung 40 des Brems­ kraftverstärkers 500 bei dessen verschiedenen Arbeitsstadien. Die oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen und die unten be­ schriebene sechste Ausführungsform arbeiten im wesentlichen auf identi­ sche Art und Weise.

Fig. 5 zeigt die Ventilanordnung 40 (und folglich den Bremskraftverstär­ ker) in einem Gleichgewichtszustand, wobei sowohl das Vakuumventil 44 als auch das erste Luftventil 46 mit dem ersten Ventilsitz 42 in Eingriff stehen, und wobei das zweite Luftventil 66 mit dem zweiten Ventilsitz 64 in Eingriff steht. In diesem Zustand, der bei Ruhe oder wenn ein kon­ stantes Bremsen aufrechterhalten wird, eintritt, ist die hintere Kammer 18 sowohl von der vorderen Kammer 16 als auch von Luft bei atmosphäri­ schem Druck isoliert.

Fig. 6 zeigt die Ventilanordnung 40 (und folglich den Bremskraftverstär­ ker) im "Ruhe"-Zustand (wenn der Bremskraftverstärker in seine Ruhepo­ sition zurückkehrt, nachdem ein Bremsen eingetreten ist, oder wenn in der vorderen Kammer 16 kein Vakuum herrscht), wobei sich die Druck­ stange 36 in einer ersten Axialposition relativ zu dem Leistungskolben 20 befindet. In dieser Position haben sich die Druckstange 36 und der Plun­ ger 24 in ihre Ruheposition zurückbewegt, die aufgrund des Eingriffs des ersten Luftventils 46 mit dem ersten Ventilsitz 42 den ersten Ventilsitz von dem Vakuumventil 44 außer Eingriff bringt. Das zweite Luftventil 66 ver­ bleibt in Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz 64. In diesem Zustand ist die hintere Kammer 18 mit der vorderen Kammer 16 mittels der Durchgänge 48 und 50 verbunden, und somit herrscht in beiden Kammern Vakuum.

Fig. 7 zeigt die Ventilanordnung 40 (und folglich den Bremskraftverstär­ ker) in einer normalen Bremsposition, wobei die Druckstange 36 sich in einer zweiten Axialposition relativ zu dem Leistungskolben 20 befindet. In dieser Position hat sich die Druckstange 36 relativ zu dem Leistungskol­ ben 20 auf die Vorderseite des Bremskraftverstärkers zu bewegt (aufgrund eines Niederdrückens des Bremspedals durch den Fahrzeugbediener). Ei­ ne derartige Bewegung veranlaßt den Plunger 24, sich in die gleiche Rich­ tung relativ zu dem Leistungskolben 20 zu bewegen. Diese Relativbewe­ gung bringt den ersten Ventilsitz 42 in Eingriff mit dem Vakuumventil 44 und bringt das erste Luftventil 46 von dem ersten Ventilsitz 42 außer Ein­ griff. Das zweite Luftventil 66 verbleibt in Eingriff mit dem zweiten Ventil­ sitz 64. In diesem Zustand ist der Vakuumdurchgang 48 geschlossen, und die hintere Kammer 18 ist zu Luft bei atmosphärischem Druck mittels der Durchgänge 50 und 58 geöffnet.

Fig. 8 zeigt die Ventilanordnung 40 (und folglich den Bremskraftverstär­ ker) in einer extremen Bremsposition, beispielsweise wenn der Fahrzeug­ bediener die Bremsen schnell und mit extremer Kraft aufbringt, wobei die Druckstange 36 sich in einer dritten Axialposition relativ zu dem Lei­ stungskolben 20 befindet. In dieser Position hat sich die Druckstange 36 relativ zu dem Leistungskolben 20 weiter (relativ zu der Position der Fig. 7) auf die Vorderseite des Bremskraftverstärkers zu bewegt (aufgrund des Niederdrückens des Bremspedals durch den Fahrzeugbediener). Eine der­ artige Bewegung veranlaßt wieder den Plunger 24, sich in die gleiche Richtung relativ zu dem Leistungskolben 20 zu bewegen. Diese Relativbe­ wegung bringt den ersten Ventilsitz 42 in Eingriff mit dem Vakuumventil 44 und bringt das erste Luftventil 46 von dem ersten Ventilsitz 42 außer Eingriff. Wegen der vergrößerten Bewegung der Druckstange 36 und des Plungers 24 steht jedoch der Kranz 94 an dem Plunger mit den Armen 92 an den Beinen 88, die an dem zweiten Ventilsitz 64 angebracht sind, in Eingriff, um den zweiten Ventilsitz von dem zweiten Luftventil 66 außer Eingriff zu bringen. In diesem Zustand ist der Vakuumdurchgang 48 ge­ schlossen, und die hintere Kammer 18 ist zu Luft bei atmosphärischem Druck mittels der Durchgänge 50 und 58 und mittels des Durchganges 58, der Zwischenluftkammer 74 und der Öffnung 76 geöffnet. Eine derar­ tige Anordnung reduziert die Füllzeit der hinteren Kammer 18 und stellt ein schnelleres Aufbringen der Fahrzeugbremsen während eines derarti­ gen extremen Bremsens sicher. In bezug auf die Ausführungsformen der Fig. 1, 2 und 4 tritt ein Außereingrifftreten des zweiten Ventilsitzes 64 von dem zweiten Luftventil 66 ein, wenn der Ring 76 an der Druckstange 36 mit dem zweiten Ventilsitz in Eingriff steht. In bezug auf die Ausfüh­ rungsform von Fig. 3, tritt ein Außereingrifftreten des zweiten Ventilsitzes 64 von dem zweiten Luftventil 66 ein, wenn die Arme 84 der Beine 82, die an dem Plunger 24 angebracht sind, mit dem zweiten Ventilsitz in Eingriff stehen.

In der in Fig. 9 gezeigten sechsten Ausführungsform eines Vakuumbrems­ kraftverstärkers 600 sind gleichen Teilen die gleichen Bezugszeichen wie jene in den Fig. 5 bis 8 gegeben worden. Bezüglich der fünften Ausfüh­ rungsform ist die Lippe 43 an dem elastomeren Körper 60 weggelassen. In dieser Ausführungsform weist der erste Ventilsitz 42 einen größeren Durchmesser auf (im Vergleich mit der fünften Ausführungsform) und kann mit einem ringförmigen Ventil 96 in Eingriff treten, das an dem zy­ lindrischen Teil 22 des Leistungskolbens 20 befestigt und radial außen von dem Vakuumventil 44 positioniert ist. Das Ventil 96 und der erste Ventilsitz 42 ersetzen die Funktion der Lippe 43 in der fünften Ausfüh­ rungsform. Die Zwischenluftkammer 74 ist mit dem zweiten Durchgang 50 mittels eines sich axial erstreckenden Durchganges 97 verbunden, der sich radial außen von dem ersten Ventil 42 befindet, und mittels eines sich radial erstreckenden Durchganges 98, wobei die Durchgänge in dem Leistungskolben 20 gebildet sind.

Mit den oben beschriebenen Anordnungen wird während extremer Brems­ bedingungen ein zusätzlicher Luftdurchgang zur hinteren Kammer 18 ge­ öffnet. Eine derartige Anordnung verringert die Füllzeit für die hintere Kammer 18 und liefert dadurch einen schnelleren Eingriff der Fahrzeug­ bremsen. Diese Erfindung findet insbesondere dort Anwendung, wo der maximale Durchmesser des Gehäuses 12 des Bremskraftverstärkers 100-600 relativ zu dem maximalen Durchmesser des Leistungskolbens 20 ver­ größert ist.

Es können Veränderungen an den oben beschriebenen Ausführungsfor­ men vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Lippe 43 der in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsformen integral mit dem elastomeren Körper 68 des zweiten Ventilsitzes 64 gebildet sein. Der dritte Durchgang 58 kann mit Luft bei einem Druck über atmosphärischem Druck verbun­ den sein. Es können entweder der erste Ventilsitz 42 oder der zweite Ven­ tilsitz 64 oder beide durch elektrische Mittel, wie ein Solenoidventil unab­ hängig aktiviert werden.

Zusammengefaßt umfaßt ein Vakuumbremskraftverstärker 100 für das Bremssystem eines Kraftfahrzeuges ein Gehäuse 12, eine Membran 14, die in dem Gehäuse angeordnet ist, um eine vordere Kammer 16 und eine hintere Kammer 18 zu definieren, wobei die vordere Kammer mit einer Vakuumquelle verbindbar ist, einen Leistungskolben 20, der an der Mem­ bran angebracht und axial relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist, einen Plunger 24, der in dem Leistungskolben angeordnet, mit einer Druckstan­ ge 36 verbunden und zu einer begrenzten Axialbewegung relativ zu dem Leistungskolben in der Lage ist, ein ringförmiges Vakuumventil 44 an dem Leistungskolben, ein erstes ringförmiges Luftventil 46 an dem Plunger, ei­ nen ersten ringförmigen Ventilsitz 42, der mit dem Vakuumventil und mit dem ersten Luftventil in Eingriff treten kann und axial relativ zu dem Lei­ stungskolben bewegbar ist, ein zweites ringförmiges Luftventil 66 an dem Leistungskolben, einen zweiten ringförmigen Ventilsitz 64, der mit dem zweiten Luftventil in Eingriff treten kann und axial relativ zu dem Lei­ stungskolben bewegbar ist, ein Eingriffsmittel 78, das an der Druckstange oder dem Plunger befestigt ist, um mit dem zweiten Ventilsitz in Eingriff zu treten, und erste 48, zweite 50, 30, dritte 58 und vierte 74, 75, 76 Durchgänge in dem Leistungskolben, wobei die Anordnung derart ist, daß bei einer bestimmten Axialposition der Druckstange relativ zu dem Lei­ stungskolben, das erste Luftventil außer Eingriff von dem ersten Ventilsitz steht, das zweite Luftventil aufgrund des Eingriffs des Eingriffsmittels mit dem zweiten Ventilsitz außer Eingriff von dem zweiten Ventilsitz steht, das Vakuumventil in Eingriff mit dem ersten Ventilsitz steht und die hintere Kammer mit Luft bei oder über atmosphärischem Druck mittels der zwei­ ten und dritten Durchgänge und mittels dritter und vierter Durchgänge steht. Schafft ein schnelles Füllen der hinteren Kammer während extre­ mer Bremsbedingungen.

Claims (9)

1. Vakuumbremskraftverstärker für das Bremssystem eines Kraftfahr­ zeuges, umfassend:
ein Gehäuse (12), eine Membran (14), die in dem Gehäuse angeord­ net ist, um eine vordere Kammer (16) und eine hintere Kammer (18) zu definieren, wobei die vordere Kammer mit einer Vakuumquelle verbindbar ist, einen Leistungskolben (20), der an der Membran an­ gebracht und axial relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist, einen Plunger (24), der in dem Leistungskolben angeordnet, mit einer Druckstange (36) verbunden und zu einer begrenzten Axialbewe­ gung relativ zu dem Leistungskolben in der Lage ist, ein ringförmi­ ges Vakuumventil (44) an dem Leistungskolben, ein erstes ringför­ miges Luftventil (46) an dem Plunger, einen ersten ringförmigen Ventilsitz (42), der mit dem Vakuumventil und mit dem ersten Luft­ ventil in Eingriff treten kann und axial relativ zu dem Leistungskol­ ben bewegbar ist, ein zweites ringförmiges Luftventil (66) an dem Leistungskolben, einen zweiten ringförmigen Ventilsitz (64), der mit dem zweiten Luftventil in Eingriff treten kann und axial relativ zu dem Leistungskolben bewegbar ist, wobei die Ventile und Ventilsitze innerhalb eines zylindrischen Teils (22) des Leistungskolbens posi­ tioniert sind, wobei der erste Ventilsitz sich hinter dem ersten Luft­ ventil und dem Vakuumventil befindet, der zweite Ventilsitz sich hinter dem ersten Ventilsitz befindet, und das zweite Luftventil sich hinter dem zweiten Luftventilsitz befindet, ein Eingriffsmittel (78), das an der Druckstange oder dem Plunger befestigt ist, um mit dem zweiten Ventilsitz in Eingriff zu treten, einen ersten Durchgang (48) in dem Leistungskolben, der radial außen von dem Vakuumventil angeordnet und mit der vorderen Kammer verbunden ist, einen zweiten Durchgang (50, 30) in dem Leistungskolben, der radial in­ nen von dem Vakuumventil und radial außen von dem ersten Luft­ ventil angeordnet und mit der hinteren Kammer verbunden ist, ei­ nen dritten Durchgang (58), der radial innen von dem ersten Luft­ ventil und dem zweiten Luftventil angeordnet und mit Luft bei oder über atmosphärischem Druck verbindbar ist, und einen vierten Durchgang (74, 75, 76), von dem zumindest ein Teil radial außen von dem zweiten Luftventil angeordnet und mit der hinteren Kam­ mer verbindbar ist, wobei die Anordnung derart ist, daß bei einer ersten Axialposition der Druckstange relativ zu dem Leistungskol­ ben das erste Luftventil in Eingriff mit dem ersten Ventilsitz steht, das zweite Luftventil in Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz steht, das Vakuumventil außer Eingriff von dem ersten Ventilsitz steht und die vordere Kammer mit der hinteren Kammer mittels der ersten und zweiten Durchgänge verbunden ist, daß bei einer zweiten Axialposi­ tion der Druckstange relativ zu dem Leistungskolben das erste Luft­ ventil außer Eingriff von dem ersten Ventilsitz steht, das zweite Luftventil in Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz steht, das Vakuum­ ventil in Eingriff mit dem ersten Ventilsitz steht und die hintere Kammer mit Luft bei atmosphärischem Druck mittels der zweiten und dritten Durchgänge verbunden ist, und daß bei einer dritten Axialposition der Druckstange relativ zu dem Leistungskolben, das erste Luftventil außer Eingriff von dem ersten Ventilsitz steht, das zweite Luftventil aufgrund des Eingriffs des Eingriffsmittels mit dem zweiten Ventilsitz außer Eingriff von dem zweiten Ventilsitz steht, das Vakuumventil in Eingriff mit dem ersten Ventilsitz steht und die hintere Kammer mit Luft bei atmosphärischem Druck mittels der zweiten und dritten Durchgänge und mittels dritter und vierter Durchgänge verbunden ist.

2. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1, wobei der erste Ventilsitz (42) einen elastomeren Körper (60) umfaßt, wobei der zweite Ventilsitz (64) einen elastomeren Körper (68) umfaßt, und wobei die elastomeren Körper integral verbunden sind.

3. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 2, wobei die integra­ len, elastomeren Körper (60, 68) in Verbindung mit dem zylindri­ schen Teil (22) des Leistungskolbens (20) eine Zwischenluftkammer (74) definieren, die einen Teil des vierten Durchganges definiert.

4. Vakuumbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Eingriffsmittel (78) einen Ring umfaßt, der an der Druck­ stange (36) in einer Position hinter dem zweiten Ventilsitz (64) befe­ stigt ist.

5. Vakuumbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Eingriffsmittel sich axial erstreckende Arme (82) umfaßt, die mit dem Plunger (24) verbunden sind, und die nach außen ge­ richtete Lippen (84) aufweisen, die hinter dem zweiten Ventilsitz (64) positioniert sind und mit dem zweiten Ventilsitz in der dritten Axial­ position der Druckstange (36) in Eingriff stehen.

6. Vakuumbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Eingriffsmittel einen nach innen gerichteten Kranz (94) an dem Plunger (24) aufweist, der mit nach außen gerichteten Armen (92) an sich axial erstreckenden Beinen (88) in Eingriff treten kann, die mit dem zweiten Ventilsitz (64) in der dritten Axialposition der Druckstange (36) verbunden sind, wobei der Kranz hinter den Ar­ men positioniert ist.

7. Vakuumbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der vierte Durchgang (80) einen sich axial erstreckenden Durchgang in dem Leistungskolben (20) umfaßt.

8. Vakuumbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der vierte Durchgang einen sich radial erstreckenden Durch­ gang (76) in dem Leistungskolben (20) umfaßt.

9. Vakuumbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der vierte Durchgang einen Durchgang (86) durch den ersten Ventilsitz (42) umfaßt, der sich direkt in den zweiten Durchgang (50) öffnet.