DE19802847A1 - Pneumatischer Bremskraftverstärker mit verbesserter elektromagnetischer Betätigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bremskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bremskraftverstär­ ker dieser Art sind bekannt und gelangen heut zutage vermehrt in Kraftfahrzeugen zum Einbau, da die Bremsanlage moderner Autos mit Funktionen ausgestattet sein kann, die sich nur mit einem Bremskraftverstärker realisieren lassen, der auch unabhängig vom Fahrerwillen betätigbar ist, üblicherweise mittels einer Elektromagnetanordnung. Als Beispiel für diese zusätzlichen Funktionen moderner Bremsanlagen seien hier die Antriebs­ schlupfregelung, die Fahrdynamikregelung (auch als Stabilitäts­ programm bezeichnet), die automatische Abstandsregelung, und schließlich der sogenannte Bremsassistent genannt, der bei Erkennen einer Notbremsung automatisch schnellstmöglich die maximale Bremskraftunterstützung zur Verfügung stellt.

Bei bekannten, normalerweise als Unterdruckbremskraftverstärker ausgeführten pneumatischen Bremskraftverstärkern mit (zusätz­ licher) elektromagnetischer Betätigung besteht das Problem, daß bestimmte Dichtungen innerhalb des Steuerventils aufgrund der zwischen ihnen und dem abzudichtenden Bauteil hervorgerufenen Reibung die Ansteuerbarkeit des Bremskraftverstärkers mittels der Elektromagnetanordnung nachteilig beeinflussen, d. h. Be­ triebspunkte des Bremskraftverstärkers lassen sich mittels der Elektromagnetanordnung nicht so feinfühlig und schnell einstel­ len wie dies wünschenswert wäre. Hinzu kommt, daß oft im Steu­ erventil bestimmte Wirkflächen vorhanden sind, auf die die an der beweglichen Wand des Bremskraftverstärkers anliegende Druckdifferenz wirkt, so daß entsprechende Störgrößen entste­ hen, die das gezielte und schnelle Einstellen vorgegebener Unterstützungskräfte erschweren. Der somit erforderliche, größere Regelaufwand und auch die höheren, von der Elektro­ magnetanordnung aufzubringenden Kräfte verteuern die Herstel­ lungskosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatischen Bremskraftverstärker bereitzustellen, dessen Steuerventil das Einstellen bzw. Anfahren vorgegebener Betriebspunkte, d. h. vorgegebener Unterstützungskräfte, einfacher und damit kosten­ günstiger als bisher ermöglicht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Bremskraftverstär­ ker gelöst, der die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker, bei dem die Verbindung zwischen seiner Unterdruckkammer und seiner Arbeitskammer durch zwei Ventilsitze gesteuert wird, die sich auf axial gegenüberliegenden Seiten der Elektromagnetanordnung befinden, und die mit je einem von zwei spiegelbildlich zuein­ ander angeordneten, bewegbaren Ventilgliedern zusammenwirken, wobei der eine der zwei vorgenannten Ventilsitze nur durch eine Betätigung der Elektromagnetanordnung geschlossen werden kann, ermöglicht eine klare Trennung zwischen dem elektromagnetischen Betätigungssystem und den zur manuellen Betätigung des Brems­ kraftverstärkers verwendeten Bauteilen, d. h. die zur manuellen Betätigung notwendigen Bauteile üben keine negativen Einflüsse auf das elektromagnetische Betätigungssystem aus. Der erfin­ dungsgemäße Bremskraftverstärker schafft damit die Vorausset­ zung zur Realisierung einer elektromagnetischen Betätigung mit sogenannten waagerechten Kennlinien. Damit ist gemeint, daß das Elektromagnetsystem bei einer Bestromung mit gleichbleibender Stromstärke über seinen gesamten Hub eine gleichbleibende Magnetkraft erzeugt. Ein solches Elektromagnetsystem ist unab­ hängig von der in den verschiedenen Bremskraftverstärkern axial differierenden Lage des ersten Ventilgliedes, so daß diesbezüg­ liche Einstellungen oder Anpassungen in der Serienfertigung entfallen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Rückwirkungsarmut oder sogar Rückwirkungsfreiheit zwischen der manuellen und der elektromagnetischen Betätigung sind auch die Magnetkräfte, die die Elektromagnetanordnung erzeugen muß, erheblich vermindert.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist der erste Ventilsitz, der die Zufuhr von Atmosphärendruck (oder Überdruck) zur Arbeitskammer steu­ ert, konzentrisch zu einem zweiten Ventilsitz angeordnet, der zusammen mit einem dritten Ventilsitz die Verbindung zwischen der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer steuert. Ein erster Ventilsitz, der vorteilhaft radial innerhalb des zweiten Ven­ tilsitzes angeordnet und an einem mit dem Eingangsglied des Bremskraftverstärkers gekoppelten Betätigungskolben ausgebildet ist, arbeitet dabei wie auch der zweite Ventilsitz mit dem ersten Ventilglied zusammen. Eine solche Bauweise fördert eine kompakte Konstruktion und hilft, die Anzahl der notwendigen Bauteile zu verringern.

Konstruktiv vorteilhaft sind beim erfindungsgemäßen Bremskraft­ verstärker sowohl der zweite Ventilsitz als auch der dritte Ventilsitz am Steuerventilgehäuse ausgebildet, d. h. diese beiden Ventilsitze sind feststehend. Besonders bevorzugt weisen der zweite Ventilsitz und der dritte Ventilsitz einen zumindest annähernd gleichen Dichtdurchmesser auf. Sind die Dichtdurch­ messer des zweiten und dritten Ventilsitzes gleich, kann ein zwischen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer bestehender Druckunterschied zu keiner Störgröße auf die Elektromagnet­ anordnung führen.

Bevorzugt ist die Elektromagnetanordnung im Steuerventilgehäuse bezüglich der Mittellängsachse des Bremskraftverstärkers axial schwimmend zwischen dem zweiten und dem dritten Ventilsitz gelagert. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist das zweite Ventilglied von dem drit­ ten Ventilsitz weg und in Richtung auf die Elektromagnetanord­ nung federnd vorgespannt, so daß der dritte Ventilsitz bei unbetätigter Elektromagnetanordnung ständig offen ist. Bei einer wie beschrieben schwimmend im Steuerventilgehäuse gela­ gerten Elektromagnetanordnung wird die federnde Vorspannung des zweiten Ventilgliedes vorteilhaft auch dazu benutzt, das Gehäu­ se der Elektromagnetanordnung im unbetätigten Zustand derselben dichtend zwischen dem zweiten Ventilglied und einem feststehen­ den Anschlag des Steuerventilgehäuses einzuspannen. Der fest­ stehende Anschlag ist wie auch die Ventilsitze vorzugsweise von kreisringförmiger Gestalt und hat aus Gründen der Rückwirkungs­ freiheit einen mit dem Dichtdurchmesser des zweiten Ventilsit­ zes übereinstimmenden Dichtdurchmesser.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Brems­ kraftverstärkers ist der Anker der Elektromagnetanordnung mit einer Betätigungshülse gekoppelt, die beim Betätigen der Elek­ tromagnetanordnung auf das erste Ventilglied einwirkt, um es vom ersten Ventilsitz abzuheben und so die Zufuhr von Atmosphä­ rendruck (oder Überdruck) zur Arbeitskammer zu ermöglichen. Eine Öffnung des ersten Ventilsitzes mittels der Elektromag­ netanordnung erfolgt somit ohne Zuhilfenahme der bei einer mechanischen Betätigung verwendeten Bauteile. Das erste Ventil­ glied ist dabei vorzugsweise von zwei in Reihe geschalteten, Federn in Richtung auf den ersten Ventilsitz vorgespannt, von denen die zweite Feder, die bevorzugt stärker als die erste Feder ist, nur beim durch die Betätigungshülse erfolgenden Abheben des ersten Ventilgliedes vom ersten Ventilsitz wirksam ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß allein die erste, vorzugsweise schwächere Feder die Anpreßkraft erzeugt, mit der das erste Ventilglied gegen den zweiten Ventilsitz gedrückt wird, so daß das Öffnen dieses zweiten Ventilsitzes bei Beendi­ gung einer mechanischen Betätigung des Bremskraftverstärkers eine nur vergleichsweise geringe Kraft erfordert. Andererseits muß beim elektromagnetischen Öffnen des ersten Ventilsitzes die genannte Betätigungshülse zusätzlich die Kraft der zweiten Feder überwinden, d. h. die Elektromagnetanordnung muß gegen eine steilere Federkennlinie arbeiten. Eine solche steilere Kennlinie hat vor allem den Vorteil, daß die für einen bestimm­ ten Hub des Ankers gegen die Federkraft erforderliche Stromän­ derung (Stromerhöhung) relativ groß ist, so daß mit einem relativ geringen Regelaufwand eine ausreichend hohe Regelgenau­ igkeit erzielt werden kann.

Der bereits genannte Betätigungskolben, an dem vorteilhaft der erste Ventilsitz ausgebildet ist, durchsetzt vorzugsweise die gesamte Elektromagnetanordnung, das zweite Ventilglied und den dritten Ventilsitz in axialer Richtung. Eine Abdichtung des Betätigungskolbens gegenüber der Elektromagnetanordnung ist bei der beschriebenen Ausgestaltung mit den zwei zusammenwirkenden, die Verbindung zwischen der Unterdruckkammer und der Arbeits­ kammer steuernden Ventilsitzen nicht erforderlich.

Aus Gründen einer einfacheren Herstellung besteht das Steuer­ ventilgehäuse eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers vorzugsweise aus zumindest zwei sich axial aneinander anschlie­ ßenden, starr miteinander verbundenen Teilen, wobei der zweite Ventilsitz in dem einen Teil und der dritte Ventilsitz in dem anderen Teil des Steuerventilgehäuses ausgebildet ist. Die zumindest zwei Teile des Steuerventilgehäuses sind auf zweck­ dienliche Weise miteinander verbunden, beispielsweise durch Verschrauben, Verkleben, oder auch durch Verschweißen.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremskraftver­ stärkers wird im folgenden anhand der beigefügten, schemati­ schen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das Steuerventil eines erfindungsgemäßen Bremskraft­ verstärkers im Längsschnitt, wobei Fig. 1 den unbetä­ tigten Zustand des Steuerventils, also dessen Ruhelage, wiedergibt,

Fig. 2 die Ansicht aus Fig. 1 in einem Zustand unmittelbar nach Beginn einer manuellen Betätigung,

Fig. 3 die Ansicht aus Fig. 2 nach einem Zurücknehmen (Lösen) einer manuellen Betätigung des Steuerventils,

Fig. 4 die Ansicht aus Fig. 1 kurz nach dem Beginn einer elektromagnetischen Betätigung des Steuerventils,

Fig. 5 die Ansicht aus Fig. 1 in einer gegenüber Fig. 4 etwas späteren Phase einer elektromagnetischen Betätigung,

Fig. 6 die Ansicht aus Fig. 1 in einer gegenüber den Fig. 4 und 5 noch späteren Phase einer elektromagnetischen Betätigung,

Fig. 7 die Ansicht aus Fig. 1 in einer gegenüber Fig. 6 nochmals späteren Phase einer elektromagnetischen Be­ tätigung (sog. Regelstellung),

Fig. 8 die Ansicht aus Fig. 1 in einem Zustand während einer elektromagnetischen Betätigung, in dem ein die Zufuhr von Atmosphärendruck (oder Überdruck) zur Arbeitskam­ mer steuernder Ventilsitz geöffnet ist, und

Fig. 9 die Ansicht aus Fig. 1 in einem Zustand, der auf den in Fig. 8 wiedergegebenen Zustand folgt und sich un­ mittelbar nach dem Beenden einer elektromagnetischen Betätigung einstellt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den hier hauptsächlich interessierenden Teil eines Unterdruckbremskraftverstärkers mit einem Verstärkergehäuse 10, von dem in Fig. 1 nur ein kleiner Abschnitt wiedergegeben ist. Das Verstärkergehäuse 10 ist üblicherweise aus zwei Blechhalbschalen gebildet und begrenzt einen Innenraum, der durch eine bewegliche Wand 12 in eine Unterdruckkammer 14 und eine Arbeitskammer 16 unterteilt ist.

In das Verstärkergehäuse 10 ragt längs einer Achse A ein Steu­ erventil 18 zum Steuern einer auf die bewegliche Wand 12 ein­ wirkenden pneumatischen Druckdifferenz. Das Steuerventil 18 hat ein hier aus zwei Teilen 20, 22 bestehendes Steuerventilgehäuse und ist verschieblich und abdichtend in einem axial nach außen stehenden, zylindrischen Hals des Verstärkergehäuses 10 aufge­ nommen. Im Innenraum des Verstärkergehäuses 10 ist die bewegli­ che Wand 12 an einem umlaufenden Radialflansch 24 des Teils 20 des Steuerventilgehäuses abdichtend und kraftübertragend befe­ stigt. Eine in der Unterdruckkammer 14 angeordnete, hier nicht gezeigte Rückstellfeder spannt das Steuerventilgehäuse samt der beweglichen Wand 12 in die in Fig. 1 wiedergegebene Ausgangs­ stellung vor.

Das Steuerventil 18 und damit der Bremskraftverstärker ist mit einem hier stangenförmigen, axial in das Steuerventilgehäuse ragenden, mechanischen Eingangsglied 26 betätigbar, das mit seinem einen Ende im Steuerventil 18 auf einen Betätigungskol­ ben 28 wirkt und dessen anderes Ende beispielsweise mit einem nicht dargestellten Bremspedal verbunden ist. Der Betätigungs­ kolben 28 überträgt die durch das Eingangsglied 26 eingeleitete Betätigungskraft auf eine sogenannte Fühlscheibe 30, die in dem auf der Kraftausgangsseite angeordneten Teil 22 des Steuerven­ tilgehäuses aufgenommen ist. Die Fühlscheibe 30 wiederum wirkt auf eine gummielastische Reaktionsscheibe 32 größeren Durchmes­ sers, die ebenfalls in dem Teil 22 aufgenommen ist und die die Betätigungskraft auf einen Eingangskolben 34 eines hier nicht weiter dargestellten hydraulischen Hauptzylinders überträgt, der an der unterdruckseitigen Verstärkergehäusehälfte ange­ bracht ist.

An dem Betätigungskolben 28 ist ein erster, kreisringförmiger Ventilsitz 36 ausgebildet, der mit einem ersten, kreis­ ringscheibenförmigen Ventilglied 38 zusammenwirkt und der in offenem Zustand über einen radialen Kanal 40 die Arbeitskammer 16 mit Atmosphärendruck (oder Überdruck) verbindet, welcher durch ein Luftfilterelement 42 von außen in das Steuerventilge­ häuse einströmen kann. Durch den radialen Kanal 40 des Steuer­ ventilgehäuses ragt ein am Betätigungskolben 28 befestigter Querriegel 44, der bei einer Betätigung des Steuerventils 18 die axiale Relativbewegung des Betätigungskolbens 28 gegenüber dem Steuerventilgehäuse durch Inkontaktkommen mit der in den Figuren linken Seitenwand des Kanals 40 begrenzt und der bei einer Rückkehrbewegung des Betätigungskolbens 28 am Ende eines Bremsvorganges gegen einen in der Wand des Verstärkergehäuses 10 ausgebildeten Anschlag 46 stößt, der die sogenannte Löse­ stellung (unbetätigte Stellung) des Bremskraftverstärkers definiert.

Zur automatischen, d. h. vom Willen eines Fahrers unabhängigen Betätigung des Bremskraftverstärkers weist das Steuerventil 18 eine Elektromagnetanordnung 48 auf, die in einem Abschnitt größeren Durchmessers des Teils 20 des Steuerventilgehäuses aufgenommen ist und die einen hohlzylindrischen Anker 50, ein Spulengehäuse 52 und eine darin aufgenommene, von einem Spulen­ halter 54 getragene Spule 56 umfaßt, die den Anker 50 ringför­ mig umgibt. Die Elektromagnetanordnung 48 ist koaxial zum Betätigungskolben 28 angeordnet und wird von letzterem durch­ setzt. Radial zwischen dem Anker 50 und dem Spulengehäuse 52 bzw. dem Spulenhalter 54 befindet sich eine dünnwandige Trenn­ hülse 58 aus nichtmagnetischem Material, auf deren Innenfläche der Anker 50 axial gleiten kann.

Der Anker 50 ist, beispielsweise durch Verschrauben, starr mit einer hohlzylindrischen Betätigungshülse 60 verbunden, die den Betätigungskolben 28 koaxial umgibt und sich in Richtung des Eingangsgliedes 26 aus der Elektromagnetanordnung 48 heraus erstreckt. Außerhalb der Elektromagnetanordnung 48 weist die Betätigungshülse 60 einen radialen Flansch 62 auf, an dem mehrere, sich im wesentlichen parallel zur Achse A in Richtung auf das erste Ventilglied 38 erstreckende Arme 64 befestigt sind, von denen in den Figuren nur einer erkennbar ist. Die Arme 64 enden in dem in Fig. 1 wiedergegebenen Zustand (unbetätigte Elektromagnetanordnung 48 und keine Betätigung des Eingangsgliedes 26) radial außerhalb des ersten Ventilsitzes 36 axial kurz vor dem ersten Ventilglied 38.

An einer bezogen auf die in Fig. 1 wiedergegebene Ruhestellung axial mit dem ersten Ventilsitz 36 übereinstimmenden Stelle ist an einem inneren Teil 66 des Steuerventilgehäuseteils 20 radial außerhalb des ersten Ventilsitzes 36 und der Arme 64 ein zum ersten Ventilsitz 36 konzentrischer, ebenfalls kreisringförmi­ ger und mit dem ersten Ventilglied 38 zusammenwirkender zweiter Ventilsitz 68 ausgebildet, der in offenem Zustand über einen Ringkanal 70 die Unterdruckkammer 14 mit der Arbeitskammer 16 verbinden kann.

Das mit einem Versteifungselement 72 versehene, gummielastische erste Ventilglied 38 wird von einer ersten Druckfeder 74 in dichtende Anlage mit dem ersten Ventilsitz 36 und dem zweiten Ventilsitz 68 gedrückt, die sich mit ihrem einen Ende an dem Versteifungselement 72 und mit ihrem anderen Ende an einem ringförmigen Federhalteelement 76 mit L-förmigem Querschnitt abstützt. Das Federhalteelement 76 wiederum wird von einer sich an letzterem abstützenden, zweiten Druckfeder 78, deren anderes Ende sich an einem Einsatz 80 abstützt, axial gegen einen innen am Steuerventilgehäuseteil 20 ausgebildeten Anschlag 82 ge­ drückt. Die zweite Druckfeder 78 hat eine größere Federkraft als die erste Druckfeder 74.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das erste Ventil­ glied 38 mit einem einstückig angeformten, gummielastischen Balg 84 versehen, dessen freier Rand verdickt ausgebildet und dichtend zwischen einem radial nach innen ragenden Vorsprung des abdichtend im Steuerventilgehäuseteil 20 angeordneten Einsatzes 80 und einem Ringblech 86 eingeklemmt ist. Das Ring­ blech 86 wird von einer sich an ihm abstützenden Kegelfeder 88 gegen den Einsatz 80 gepreßt, deren anderes Ende sich an einer Stufe des Eingangsgliedes 26 abstützt, so daß die Kegelfeder 88 zugleich das Eingangsglied 26 entgegen der Betätigungsrichtung vor spannt.

Vom Eingangsglied 26 aus gesehen ist axial jenseits der Elek­ tromagnetanordnung 48 an dem Teil 22 des Steuerventilgehäuses ein dritter, kreisringförmiger Ventilsitz 90 ausgebildet, der mit einem dem ersten Ventilglied 38 ähnlichen, zweiten Ventil­ glied 92 zusammenwirkt und der zusammen mit dem zweiten Ventil­ sitz 68 die Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 14 und der Arbeitskammer 16 steuert. Der dritte Ventilsitz 90 hat, jeden­ falls zumindest annähernd, denselben Dichtdurchmesser wie der zweite Ventilsitz 68.

An der Elektromagnetanordnung 48 ist durch einen kurzen axialen und ringförmig umlaufenden Kragen 93 des Spulengehäuses 52 ein kreisringförmiger vierter Ventilsitz 94 gebildet, dessen Dicht­ durchmesser dem des dritten Ventilsitzes 90 entspricht und der ebenfalls mit dem zweiten Ventilglied 92 zusammenwirkt. In der in Fig. 1 wiedergegebenen Ausgangs- oder Ruhestellung des Steuerventils 18 ist das zweite Ventilglied 92 durch eine dritte Druckfeder 96 in Anlage an den vierten Ventilsitz 94 vorgespannt, d. h. der dritte Ventilsitz 90 ist in der Ruhestel­ lung des Steuerventils 18 offen.

Die gesamte Elektromagnetanordnung 48 ist im Steuerventilgehäu­ se 20, 22 axial schwimmend zwischen dem zweiten Ventilglied 92 und einem festen, kreisringförmigen Anschlag 98 gelagert, gegen den das Spulengehäuse 52 der Elektromagnetanordnung 48 in der Ruhestellung des Steuerventils 18 aufgrund der federnden Vor­ spannung des zweiten Ventilgliedes 92 gedrückt wird. Der gehäu­ sefeste Anschlag 98 ist mit einem elastischen Dichtungswulst 100 versehen, um gegen das Spulengehäuse 52 abdichten zu kön­ nen.

Es wird nun unter Bezugnahme auf die übrigen Figuren die Funk­ tion des Bremskraftverstärkers und insbesondere des Steuerven­ tils 18 näher erläutert. Betätigt ein Fahrer das hier nicht dargestellte Bremspedal, so verschieben sich das Eingangsglied 26 und der Betätigungskolben 28 aus ihrer in Fig. 1 gezeigten Ruhelage relativ zum Steuerventilgehäuse 20, 22 in Richtung auf den hier ebenfalls nicht gezeigten hydraulischen Hauptzylinder, also in den Figuren nach links. Durch diese Verschiebung wird der erste Ventilsitz 36 vom ersten Ventilglied 38 abgehoben, so daß von außen durch das Luftfilterelement 42 Atmosphärendruck am ersten Ventilsitz 36 vorbei und durch den radialen Kanal 40 in die Arbeitskammer 16 strömen kann (Fig. 2). An der bewegli­ chen Wand 12 baut sich daraufhin ein Differenzdruck auf, der die Wand 12 und damit auch das Steuerventilgehäuse 20, 22 nach links verschiebt. Die entsprechende Servokraft wird über den Eingangskolben 34 an den nicht dargestellten Hauptzylinder abgegeben.

Nach einem Lösen des Bremspedals drückt die Kegelfeder 88 das Eingangsglied 26 relativ zum Steuerventilgehäuse 20, 22 entge­ gen der Betätigungsrichtung zurück, d. h. in den Figuren nach rechts. Der erste Ventilsitz 36 kommt wieder in dichtenden Kontakt mit dem ersten Ventilglied 38 und öffnet in Fortführung dieser Bewegung gegen die Kraft der ersten Druckfeder 74 den zweiten Ventilsitz 68, womit aufgrund des ebenfalls offenen dritten Ventilsitzes 90 die Verbindung zwischen der Unterdruck­ kammer 14 und der Arbeitskammer 16 geöffnet ist. Weil die Unterdruckkammer 14 ständig mit einer Unterdruckquelle verbun­ den ist, beispielsweise mit dem Ansaugtrakt eines Verbrennungs­ motors, wird der an der beweglichen Wand 12 anliegende Differenzdruck unter entsprechender Verringerung der vom Brems­ kraftverstärker abgegebenen Servokraft abgebaut (Fig. 3).

Die vorstehende Funktionsbeschreibung betrifft eine mittels des Eingangsgliedes 26 erfolgende, manuelle Betätigung des Brems­ kraftverstärkers. Im Falle einer elektromagnetischen Betätigung erregt ein mit dem Bremskraftverstärker verbundenes und hier nicht gezeigtes elektronisches Steuergerät die Spule 56 der Elektromagnetanordnung 48 mit einer bestimmten Stromstärke, die der vom Bremskraftverstärker abzugebenden, gewünschten Servo­ kraft entspricht. In der Elektromagnetanordnung 48 baut sich daraufhin ein Magnetfeld auf, das den Anker 50 solange nach rechts zieht, bis die Arme 64 der mit dem Anker 50 fest verbun­ denen Betätigungshülse 60 gegen das erste Ventilglied 38 stoßen (Fig. 4). Aufgrund des Widerstandes, den das durch die erste Druckfeder 74 vorgespannte Ventilglied 38 entgegensetzt, ver­ schiebt sich anschließend das schwimmend gelagerte Spulengehäu­ se 52 der Elektromagnetanordnung 48 in entgegengesetzter Richtung, d. h. nach links, und drückt das zweite Ventilglied 92 gegen die Kraft der im Vergleich zur ersten Druckfeder 74 schwächeren dritten Druckfeder 96 in dichtende Anlage an den dritten Ventilsitz 90 (Fig. 5).

Sodann nehmen der Anker 50 und die mit ihm starr verbundene Betätigungshülse 60 ihre zuvor unterbrochene Bewegung nach rechts wieder auf, wodurch das erste Ventilglied 38 gegen die Kraft der ersten Druckfeder 74 nach rechts verschoben und dadurch vom ersten Ventilsitz 36 abgehoben wird (Fig. 6). Der zweite Ventilsitz 68 ist in diesem Zustand ebenfalls geöffnet, jedoch ist der dritte Ventilsitz 90 wie zuvor erwähnt geschlos­ sen, so daß keine Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 14 und der Arbeitskammer 16 besteht. Vielmehr erfolgt, wie im Zusammenhang mit der manuellen Betätigung beschrieben, durch den geöffneten ersten Ventilsitz 36 eine Zufuhr von Atmosphä­ rendruck zur Arbeitskammer 16 und daraus resultierend eine Verschiebung der beweglichen Wand 12, die über den Flansch 24 auf das Steuerventilgehäuse 20, 22 übertragen wird. Der Betäti­ gungskolben 28, der über seine Verbindung mit dem Eingangsglied 26 durch die Kegelfeder 88 entgegen der Betätigungsrichtung vorgespannt ist, folgt dieser Bewegung jedoch nicht, so daß es zu einer Relativerschiebung zwischen dem Steuerventilgehäuse 20, 22 und dem Betätigungskolben 28 kommt, die den ersten Ventilsitz 36 wieder schließt. Dies passiert solange, bis der an dem Anschlag 46 des Verstärkergehäuses 10 anliegende Quer­ riegel 44 durch Inkontaktkommen mit der in den Figuren rechten Seitenwand des radialen Kanals 40 bei einer weiteren, relativ zum Verstärkergehäuse 10 erfolgenden Verschiebung des Steuer­ ventilgehäuses 20, 22 zwangsweise mitgenommen wird (Fig. 7).

Erst wenn, wie in Fig. 7 dargestellt, der Querriegel 44 an der rechten Wand des radialen Kanals 40 anschlägt, führt jeder weitere Öffnungshub des Ankers 50, der durch die Betätigungs­ hülse 60 und ihre Arme 64 auf das erste Ventilglied 38 übertra­ gen wird, zum Abheben des ersten Ventilgliedes 38 vom ersten Ventilsitz 36. In dieser Stellung, die auch als Regelstellung bezeichnet wird, ist die erste Druckfeder 74 soweit zusammenge­ drückt, daß das Versteifungselement 72 des ersten Ventilgliedes 38 in Kontakt ist mit dem Federhalteelement 76. Das bedeutet, daß die durch eine Verschiebung des Ankers 50 hervorgerufene Öffnung des ersten Ventilsitzes 36 gegen die Kraft sowohl der ersten Druckfeder 74 als auch der stärkeren, zweiten Druckfeder 78 erfolgen muß.

Von der Regelstellung aus arbeitet somit die Elektromagnet­ anordnung 48 beim Öffnen des ersten Ventilsitzes 36 gegen eine steilere Federkennlinie (Fig. 8). Die Erhöhung der Stromstärke, die für eine gewünschte Hubänderung des Ankers 50 in Öffnungs­ richtung des ersten Ventilgliedes 38 erforderlich ist, muß deshalb größer ausfallen, was aufgrund des dadurch erreichten, geringeren Regelaufwandes regelungstechnisch vorteilhaft ist.

Fig. 9 zeigt einen Zustand, der sich nach dem Beenden einer elektromagnetischen Betätigung des Steuerventils 18 einstellt, d. h. bei Entregung der Spule 56. Der zweite Ventilsitz 68 und der dritte Ventilsitz 90 sind geöffnet, während der erste Ventilsitz 36 geschlossen ist, so daß durch die dann bestehende Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 14 und der Arbeitskam­ mer 16 ein an der beweglichen Wand 12 anliegender Druckunter­ schied abgebaut werden kann.

Claims (12)

1. Pneumatischer Bremskraftverstärker insbesondere für Kraft­ fahrzeuge, mit einem Verstärkergehäuse (10), dessen Innenraum durch zumindest eine bewegliche Wand (12) in eine Unterdruck­ kammer (14) und eine Arbeitskammer (16) unterteilt ist, und mit einem längs einer Achse (A) in das Verstärkergehäuse (10) ragenden Steuerventil (18) zum Steuern einer auf die bewegliche Wand (12) einwirkenden pneumatischen Druckdifferenz, das ein Steuerventilgehäuse (20, 22) aufweist, mit dem die bewegliche Wand (12) kraftübertragend verbunden ist, und das einerseits durch ein mechanisches Eingangsglied (26) und unabhängig davon andererseits durch eine ein Gehäuse (52) und einen Anker (50) aufweisende Elektromagnetanordnung (48) betätigbar ist, wobei das Steuerventil (18) einen ersten Ventilsitz (36), der die Zufuhr von Atmosphärendruck oder Überdruck zur Arbeitskammer (16) steuert, und einen zweiten Ventilsitz (68) aufweist, der der die Verbindung zwischen der Unterdruckkammer (14) und der Arbeitskammer (16) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein dritter Ventilsitz (90) vorhanden ist, der zusammen mit dem zweiten Ventilsitz (68) die Verbindung zwischen der Unter­ druckkammer (14) und der Arbeitskammer (16) steuert,
• - der zweite Ventilsitz (68) mit einem ersten Ventilglied (38) und der dritte Ventilsitz (90) mit einem zweiten Ventilglied (92) zusammenwirkt, wobei bezüglich der Achse (A) der zweite Ventilsitz (68) und das erste Ventilglied (38) auf einer Seite der Elektromagnetanordnung (48) und der dritte Ventilsitz (90) und das zweite Ventilglied (92) auf der gegenüberliegenden Seite der Elektromagnetanordnung (48) angeordnet sind, und daß
• - der dritte Ventilsitz (90) nur durch eine Betätigung der Elektromagnetanordnung (48) schließbar ist.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilsitz (36) konzen­ trisch zum zweiten Ventilsitz (68) angeordnet ist und ebenfalls mit dem ersten Ventilglied (38) zusammenwirkt.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilsitz (68) und der dritte Ventilsitz (90) am Steuerventilgehäuse (20, 22) ausge­ bildet sind.

4. Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilsitz (68) und der dritte Ventilsitz (90) einen zumindest annähernd gleichen Dichtdurchmesser aufweisen.

5. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnetanordnung (48) axial schwimmend im Steuerventilgehäuse (20, 22) gelagert ist.

6. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied (92) von dem dritten Ventilsitz (90) weg und in Richtung auf die Elektro­ magnetanordnung (48) federnd vorgespannt ist.

7. Bremskraftverstärker nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei unbetätigter Elektromagnet­ anordnung (48) das Gehäuse (52) der Elektromagnetanordnung (48) aufgrund der Federvorspannung des zweiten Ventilgliedes (92) dichtend zwischen dem zweiten Ventilglied (92) und einem fest­ stehenden Anschlag (98) des Steuerventilgehäuses (20, 22) eingespannt ist.

8. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (50) der Elektromagnet­ anordnung (48) mit einer Betätigungshülse (60) gekoppelt ist, die beim Betätigen der Elektromagnetanordnung (48) auf das erste Ventilglied (38) einwirkt, um es vom ersten Ventilsitz (36) abzuheben.

9. Bremskraftverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilglied (38) von zwei in Reihe geschalteten, unterschiedlich starken Federn (74, 78) in Richtung auf den ersten Ventilsitz (36) vorgespannt ist, von denen die zweite und stärkere Feder (78) nur beim durch die Betätigungshülse (60) erfolgenden Abheben des ersten Ventil­ gliedes (38) vom ersten Ventilsitz (36) wirksam ist.

10. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilsitz (36) an einem mit dem Eingangsglied (26) gekoppelten Betätigungskolben (28) ausgebildet ist.

11. Bremskraftverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (28) die gesamte Elektromagnetanordnung (48), das zweite Ventilglied (92) und den dritten Ventilsitz (90) axial durchsetzt.

12. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventilgehäuse (20, 22) aus zumindest zwei axial aufeinanderfolgenden Teilen (20, 22) besteht, wobei der zweite Ventilsitz (68) in dem einen Teil (20) und der dritte Ventilsitz (90) in dem anderen Teil (22) des Steuerventilgehäuses ausgebildet ist.