-
Die
Erfindung bezieht sich auf einen Unterdruck-Bremskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des
Schutzanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen
ansprechweglosen Unterdruck-Bremskraftverstärker für eine Hilfskraft-Bremsanlage in einem
Kraftfahrzeug.
-
Bei
einer Hilfskraft-Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug geht die zur
Erzeugung der Bremskraft benötigte
Energie von mindestens einer Energieversorgungseinrichtung und – im Gegensatz
zu einer Fremdkraft-Bremsanlage – der physischen Kraft des Fahrers
des Kraftfahrzeugs aus. Zur Umsetzung dieser Energie bedient man
sich im Stand der Technik (DE-A-34 24 410) vornehmlich eines zwischen
Bremspedal und Hauptzylinder in einfacher oder Tandem-Bauweise geschalteten
Unterdruck-Bremskraftverstärkers,
der einen mit dem Hauptzylinder wirkverbundenen Arbeitskolben aufweist,
welcher eine Unterdruckkammer von einer Arbeitskammer trennt. Der
Unterdruck-Bremskraftverstärker
hat ein mit dem Bremspedal wirkverbundenes Steuerventil, das wahlweise
die Unterdruckkammer und die Arbeitskammer untereinander oder letztere
mit der Umgebung verbindet. Die Unterdruckkammer ist bei Kraftfahrzeugen
mit Ottomotor an das Saugrohr des Motors angeschlossen, bei Kraftfahrzeugen
mit Dieselmotor wird der Unterdruck durch eine Vakuumpumpe erzeugt,
die vom Motor direkt angetrieben ist.
-
Beim
Betätigen
der Bremsanlage im normalen Betrieb wird die Arbeitskammer über das
Steuerventil mit der Umgebung verbunden, so daß Luft von atmosphärischem
Druck in die Arbeitskammer einströmt und sich dort ein Mischdruck
einstellt. Die über das
Bremspedal auf den Hauptzylinder aufgebrachte Kraft verstärkt sich
dabei um die durch den Druckunterschied in den Kammern entstehende
Kraft, wobei der sich im Hauptzylinder in folge dieser Kraft aufgebaute
Bremsdruck über
ein Reaktionsglied im Unterdruck-Bremskraftverstärker als Reaktionskraft an das
Bremspedal zurückgemeldet
wird. Wird nun die auf das Bremspedal aufgebrachte Kraft kontinuierlich gesteigert,
so erhöht
sich der Mischdruck in der Arbeitskammer bis auf atmosphärischen
Druck, bei dem die maximale Druckdifferenz zwischen den Kammern
herrscht. Eine Erhöhung
der Hilfskraft ist nicht mehr möglich,
die Arbeitskraft des Unterdruck-Bremskraftverstärkers ist in diesem auch als Aussteuerpunkt
des Unterdruck-Bremskraftverstärkers
bezeichneten Zustand ausgeschöpft.
Eine weitere Erhöhung
des Bremsdrucks ist nur noch über eine
Steigerung der auf das Bremspedal aufgebrachten Kraft möglich. Beim
Zurücknehmen
des Bremspedals wird die Luft atmosphärischen Drucks aus der Arbeitskammer über das
Steuerventil und die Unterdruckkammer abgesaugt und der Arbeitskolben läuft unter
Abbau des Bremsdrucks im Hauptzylinder in seine Ausgangsstellung
zurück.
Bei Ausfall des Unterdrucks wirkt die über das Bremspedal aufgebrachte
Kraft alleine auf den Hauptzylinder.
-
Beim
Einsatz derartiger Unterdruck-Bremskraftverstärker ist festgestellt worden,
daß ein
Großteil
aller Fahrer selbst bei vermeintlichen Vollbremsungen nicht die
volle Hilfskraftunterstützung
des Unterdruck-Bremskraftverstärkers
erzielen kann. Tests haben ergeben, daß die durch den Fahrer auf
das Bremspedal aufgebrachte Kraft oftmals nicht ausreicht, den Unterdruck-Bremskraftverstärker bis
zum Aussteuerpunkt anzusprechen, oder zu frühzeitig verringert wird, so
daß der
maximal verfügbare
Hilfskraftanteil nicht ausgeschöpft
wird. Selbst ein erneutes Nachsetzen auf das teilweise niedergetretene Bremspedal
verbessert dann den Bremsvorgang nicht mehr. Im Ergebnis wird ein
Teil des maximal möglichen
Bremsdrucks nicht aufgebracht, so daß der bestmögliche Bremsweg nicht erzielt
werden kann. Selbst ein Kraftfahrzeug mit einer Antiblockierregelung
kann nicht optimal verzögert
werden, wenn der Fahrer nicht entschlossen genug auf das Bremspedal
tritt, wodurch sich der Bremsweg um etliche, oft entscheidende Meter
verlängert.
-
In
diesem Zusammenhang ist im Stand der Technik gemäß der DE-A-40 28 290 zur Verkürzung des Bremswegs vorgeschlagen
worden, das Überschreiten
eines ersten Schwellwerts durch die durch den Fahrer veranlaßte Betätigungsgeschwindigkeit des
Bremspedals als einziges Kriterium für das Auslösen eines automatischen Bremsvorgangs
zu verwenden, wobei unmittelbar nach dem Auslösen des automatischen Bremsvorgangs
automatisch ein größerer als
sich aus der jeweiligen Bremspedalstellung ergebender Bremsdruck
aufgebaut wird, der jedoch durch die "dominante" Wirkung einer Antiblockierregelung
entsprechend den jeweils herrschenden Straßenverhältnissen begrenzt wird.
-
Eine
Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens, die einen zwischen Bremspedal und Hauptzylinder
geschalteten, elektronisch geregelten Unterdruck-Bremskraftverstärker aufweist,
ist beispielsweise aus der DE-A-42 08 496 bekannt. Bei dieser Vorrichtung
wird aus einer fortlaufenden Überwachung
der Stellung des Bremspedals über
einen Stellungsgeber mittels einer mit dem Stellungsgeber elektrisch
verbundenen Steuereinheit die Geschwindigkeit bestimmt, mit der
der Fahrer das Bremspedal betätigt.
Die ermittelte Geschwindigkeit wird von der Steuereinheit fortlaufend
mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Ist die ermittelte
Geschwindigkeit größer als
der Schwellenwert, woraus geschlossen werden kann, daß der Fahrer
nicht lediglich eine wohldosierte Zielbremsung, sondern eine Vollbremsung
durchzuführen
beabsichtigt, wird von der Steuereinheit ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt
und an ein mit der Steuereinheit verbundenes, elektromagnetisch
ansteuerbares Bremsdruck-Steuerventil angelegt, welches zusätzlich zu dem
oben beschriebenen Steuerventil des Unterdruck-Bremskraftverstärkers vorgesehen und pneumatisch
an diesen an geschlossen ist. Durch das von der Steuereinheit erzeugte
Ausgangssignal wird das zusätzliche
Bremsdruck-Steuerventil von einer Grundstellung, in der es auf die
oben beschriebene Funktion des Steuerventils des Unterdruck-Bremskraftverstärkers keinen
Einfluß hat,
in eine Stellung geschaltet, in der unabhängig von der Stellung des Steuerventils
des Unterdruck-Bremskraftverstärkers Luft
atmosphärischen
Drucks in die Arbeitskammer des Unterdruck-Bremskraftverstärkers eingekoppelt ist,
während
die Unterdruckkammer des Unterdruck-Bremskraftverstärkers gegenüber der
Arbeitskammer abgeriegelt ist, wodurch der Unterdruck-Bremskraftverstärker zur
Entfaltung seiner maximalen Hilfskraft automatisch angesteuert wird.
Der so erzeugte Bremsdruck wird nun erforderlichenfalls mittels
einer Antiblockierregelung derart begrenzt, daß ein dynamisch stabiles Verzögerungsverhalten des
Kraftfahrzeugs gewährleistet
bleibt.
-
Dieser
Stand der Technik ist Ausgangspunkt weiterer Überlegungen (vergl. ATZ Automobiltechnische
Zeitschrift 97 (1995) 1, Seiten 36 ff.), nach denen elektronisch
geregelte Unterdruck-Bremskraftverstärker noch
für weitere
Funktionen eingesetzt werden sollen. Obgleich mit diesem Stand der
Technik insgesamt der Bremsweg in kritischen Fahrsituationen deutlich
verringert werden kann, besteht hier ein Nachteil dahingehend, als
dazu zwangsläufig
ein relativ großer
vorrichtungstechnischer Aufwand betrieben werden muß, der derzeit
einen breiten Einsatz dieser Technik in Kraftfahrzeugen aus Kostengründen verhindert.
-
Schließlich finden
sich im Stand der Technik auch Vorschläge, gemäß denen bei Überschreitung einer
bestimmten Schwelle für
die am Bremspedal gemessene Betätigungsgeschwindigkeit
unter Zuhilfenahme eines Elektromagnetantriebs (DE-A-42 34 041)
oder bei Überschreitung
einer bestimmten Schwelle für
die am Bremspedal aufgebrachte Betätigungskraft unter Zuhilfenahme
eines Federmechanismus (WO 95/01272) die innere Übersetzung eines Bremskraftverstärkers verändert wird.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom gattungsbildenden
Stand der Technik gemäß der DE-A-42
34 041 einen einfach aufgebauten Unterdruck-Bremskraftverstärker zu
schaffen, der eine Verbesserung des Bremsvorgangs in kritischen
Fahrsituationen ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Vorteilhafte bzw. zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Schutzansprüche 2 bis 10.
-
Nach
der Lehre der Erfindung hat ein gattungsgemäßer Unterdruck-Bremskraftverstärker ein zwischen
dem Reaktionsglied und dem Steuerkolben angeordnetes Übersetzungsteil,
das über
den Steuerkolben gegen die elastische Kraft des Reaktionsglieds
um mindestens einen vorbestimmten Relativweg bezüglich des Arbeitskolbens verlagerbar
ist, wobei eine Koppeleinrichtung vorgesehen ist, die angepaßt ist,
das Übersetzungsteil
bei Überschreiten des
vorbestimmten Relativwegs zwischen dem Übersetzungsteil und dem Arbeitskolben
automatisch bezüglich
des Arbeitskolbens festzulegen und somit das Reaktionsglied vom
Steuerkolben abzukoppeln.
-
Somit
ermöglicht
die Nutzung der elastischen Eigenschaften des Reaktionsglieds eine gleichzeitige
Umsetzung von zwei Steuerungsalternativen, nämlich eine von der Pedalkraft
und eine von der Pedalgeschwindigkeit abhängige Änderung der Kennlinie des Unterdruck-Bremskraftverstärkers, mit ein
und derselben Einrichtung. Dabei kann die zur Verformung des Reaktionsglieds
um den benötigten Weg
notwendige Pedalkraft bei langsamer Betätigung des Bremspedals über den
Aussteuerpunkt des Unterdruck-Bremskraftverstärkers hinaus gegen die vom
Hauptzylinder auf das Reaktionsglied zurückwirkende Reaktionskraft aufge bracht
werden, während bei
sehr schneller Betätigung
des Bremspedals eine entsprechende Verformung des Reaktionsglieds
aufgrund der Massenträgheiten
der dem Reaktionsglied in Betätigungsrichtung
des Steuerkolbens nachgelagerten Bauteile möglich ist.
-
Im
Ergebnis wird in kritischen Fahrsituationen, die sich regelmäßig durch
vom Fahrer überhöht oder
zu schnell aufgebrachte Pedalkräfte
auszeichnen, die vom Hauptzylinder auf das Reaktionsglied zurückwirkende
Reaktionskraft nicht über
den Steuerkolben des Unterdruck-Bremskraftverstärkers zum Bremspedal zurückgeführt, so
daß der
Fahrer nicht zu einer Fehlreaktion infolge der Reaktionskraft verleitet
werden kann. Insbesondere ist der in diesem Zusammenhang als für das Pedalgefühl besonders kritisch
zu wertende Einsatz der Antiblockierregelung, bei der in rascher
Abfolge der Bremsdruck auf- und wieder abgebaut wird, aufgrund der
Abkopplung der Reaktionskraft vom Bremspedal nicht spürbar. Der
Bremsdruck in der Hilfskraft-Bremsanlage wird nun abgesehen von
den sehr geringen Kräften,
die zur Betätigung
der Ventilanordnung im Unterdruck-Bremskraftverstärker noch
aufgebracht werden müssen,
um hier Feder- und Reibkräfte
zu überwinden,
nur in Abhängigkeit
vom Pedalweg über
den Unterdruck-Bremskraftverstärker
im Hauptzylinder erzeugt. Mit anderen Worten gesagt wird von einer Kraft-Weg-Steuerung
des Unterdruck-Bremskraftverstärkers
auf eine Weg-Steuerung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers umgeschaltet.
Die maximale Verstärkung
des Unterdruck-Bremskraftverstärkers
kann dann mit sehr geringen Betätigungskräften erzielt
werden, wobei sich in vorteilhafter Weise der Pedalweg wie im normalen
Betrieb der Hilfskraft-Bremsanlage
verhält,
d.h. die dem Fahrer geläufige
Korrelation zwischen Pedalweg und Bremsdruck identisch erhalten
bleibt. Der somit vom Fahrer ohne große Kraftanstrengung eingesteuerte
Bremsdruck wird vorzugsweise mittels einer Antiblockierrege lung
begrenzt, um ein dynamisch stabiles Verzögerungsverhalten des Kraftfahrzeugs
zu gewährleisten.
-
Die
Schutzansprüche
2 bis 10 betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Unterdruck-Bremskraftverstärkers, mit
denen bei geringem baulichen Aufwand und lediglich kleinem Bauraumbedarf
eine wenig störanfällige Funktion
erzielt wird. So ist beispielsweise kein zusätzlicher Bauraum für die Koppeleinrichtung
notwendig, wenn diese gemäß dem Schutzanspruch
2 im Arbeitskolben aufgenommen ist.
-
Die
Erfindung und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend
anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
-
Die 1 einen
Ausschnitt aus einem Längsschnitt
durch einen Unterdruck-Bremskraftverstärker gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, mit einer Koppeleinrichtung zum Abkoppeln des Reaktionsglieds
vom Steuerkolben, wobei die Koppeleinrichtung noch nicht aktiviert
ist,
-
die 2 einen
der 1 entsprechenden Ausschnitt, wobei die Koppeleinrichtung
im aktivierten Zustand dargestellt ist,
-
die 3 das
Detail X in 1, wobei die Koppeleinrichtung
unmittelbar vor dem Umschalten von dem nicht aktivierten Zustand
in den aktivierten Zustand dargestellt ist,
-
die 4A eine
Draufsicht auf einen Schieber der Koppeleinrichtung entsprechend
einer Ansicht von links in 1,
-
die 4B einen
Schnitt durch den Schieber entlang der Linie Y-Y in 4A,
-
die 5A eine
Draufsicht auf ein Federelement der Koppeleinrichtung entsprechend
einer Ansicht von rechts in 1,
-
die 5B eine
Seitenansicht des Federelements von links in 5A,
-
die 6 die
Kennlinie des Unterdruck-Bremskraftverstärkers gemäß 1 als Verlauf
des Bremsdrucks p über
der Pedalkraft F in einer idealisierten Darstellung, wobei sich
die Koppeleinrichtung in einem nicht aktivierten Zustand befindet,
-
die 7 eine
der 6 entsprechende Kennlinie für einen Bremsvorgang mit moderater
Pedalgeschwindigkeit, bei dem die Koppeleinrichtung aktiviert wird,
und
-
die 8 eine
der 6 entsprechende Kennlinie für einen Bremsvorgang mit hoher
Pedalgeschwindigkeit, bei der ebenfalls die Koppeleinrichtung aktiviert
wird.
-
Die 1 zeigt
einen ansprechweglosen Unterdruck-Bremskraftverstärker 10 einer
Hilfskraft-Bremsanlage für
Kraftfahrzeuge, der auf seiner in 1 linken
Seite an einem Hauptzylinder in Einfach- oder Tandem-Bauweise und
auf seiner in 1 rechten Seite an einem Bremspedal
angeschlossen ist. Der in konventioneller Weise mit Radbremszylindern
verbundene Hauptzylinder und das Bremspedal sind wie im Stand der
Technik bekannt ausgebildet und aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren nicht
dargestellt. Ebenso wurde auf eine vollständige Darstellung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 verzichtet,
weil sich das dargestellte Ausführungsbeispiel
konstruktiv nur in der Ausbildung der in 1 gezeigten
Steuereinheit des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 von herkömmlichen Unterdruck-Bremskraftverstärkern unterscheidet.
-
Der
Unterdruck-Bremskraftverstärker 10 weist
einen Steuerkolben 12 auf, der mittels einer Kolbenstange 14 an
dem Bremspedal angeschlossen ist, und hat einen Arbeitskolben 16,
der über
ein elastisches Reaktionsglied in Form einer elastomeren Reaktionsscheibe 18 und
einen Stößel 20 mit dem
Hauptzylinder wirkverbunden ist. Der Arbeitskolben 16 trennt
in einem Gehäuse 22 des
Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 eine
in 1 links vom Arbeitskolben 16 befindliche
Unterdruckkammer 24 von einer in 1 rechts
vom Arbeitskolben 16 befindlichen Arbeitskammer 26.
Zwischen dem Steuerkolben 12 und dem Arbeitskolben 16 ist
eine noch näher
zu beschreibende Ventilanordnung 28 angeordnet, die über den
Steuerkolben 12 in Abhängigkeit von
der Pedalkraft und dem Pedalweg angesteuert werden kann, um die
Arbeitskammer 26 wahlweise mit der Umgebung oder mit der
Unterdruckkammer 24 zu verbinden und somit im Hauptzylinder
einen bestimmten Bremsdruck zu erzeugen. Im Arbeitskolben 16 ist
eine im folgenden noch ausführlich
beschriebene Koppeleinrichtung 30 vorgesehen, die während eines
Bremsvorgangs in einer kritischen Fahrsituation bei Überschreiten
eines vorbestimmten Werts für
die Pedalkraft bzw. für
die Pedalgeschwindigkeit die Reaktionsscheibe 18 von dem
Steuerkolben 12 abkoppelt und während eines normalen Bremsvorgangs
nicht aktiviert ist, so daß entsprechend
dem im Hauptzylinder erzeugten Bremsdruck vom Stößel 20 über die
Reaktionsscheibe 18 eine am Bremspedal spürbare Reaktionskraft
in den Steuerkolben 12 eingekoppelt wird.
-
Der
mittels einer in der Unterdruckkammer 24 angeordneten Rückstellfeder 32 gegenüber dem Gehäuse 22 in 1 nach
rechts vorgespannte Arbeitskolben 16 hat ein Steuergehäuse 34 aus
Kunststoff, in dem ein gestuftes Durchgangsloch 36 ausgebildet
ist. An der in 1 linken Stirnseite des Steuergehäuses 34 liegt
ein Einsatz 38 an, der mittels eines Membrantellers 40 formschlüssig am
Steuergehäuse 34 gehalten
ist. Das Steuergehäuse 34,
der Einsatz 38 und der Membranteller 40 bilden
eine Einheit aus, die im Gehäuse 22 in
Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 bewegbar
ist. Am Außenumfang
des Arbeitskolbens 16 liegt pneumatisch dicht eine elastische
Membran 42 an, die an ihrem Außenumfang ebenfalls pneumatisch
dicht am Gehäuse 22 befestigt
ist (nicht dargestellt).
-
Der
Einsatz 38 hat radial außen mehrere über den
Umfang verteilte axiale Durchgangsbohrungen 44, die die
Unterdruckkammer 24 mit dem Durchgangsloch 36 verbinden,
und weist zentrisch eine in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 durchgehende
Stufenbohrung 46 auf, deren Abschnitt größeren Innendurchmessers
die zylindrische Reaktionsscheibe 18 eng aufnimmt und das der
Reaktionsscheibe 18 zugewandte Ende des Stößels 20 mit
geringfügigem
Spiel umgibt.
-
Der
Arbeitskolben 16 ist weiterhin am Innenumfang des Durchgangslochs 36 im
Steuergehäuse 34 mit
mehreren Längsrippen 48 versehen,
die an ihrer dem Einsatz 38 zugewandten Seite einen Stützring 50 für die Koppeleinrichtung 30 tragen,
welche in einem von dem Steuergehäuse 34 und dem Einsatz 38 begrenzten
Zwischenraum 52 im Arbeitskolben 16 angeordnet
ist. Die in 1 rechte Stirnseite des Steuergehäuses 34 bildet
schließlich
einen ringförmigen
ersten Ventilsitz 54 der Ventilanordnung 28 aus.
-
Der
in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 bewegbare
Steuerkolben 12 hat ein an die Kolbenstange 14 angeschlossenes
Druckstück 56,
welches in das Durchgangsloch 36 im Steuergehäuse 34 des
Arbeitskolbens 16 eintaucht. Das Druckstück 56 ist
mittels einer am Außenumfang
des Druckstücks 56 in
dem Durchgangsloch 36 des Steuergehäuses 34 angeordneten
Ventilfeder 58 der Ventilanordnung 28 gegenüber den
Längsrippen 48 des Steuergehäuses 34 verspannt,
die am Außenumfang des Druckstücks 56 geführt sind.
Im Ergebnis beaufschlagt die Ventilfeder 58 den Steuerkolben 12 mit
einer Kraft, die bestrebt ist, den Steuerkolben 12 vom Arbeitskolben 16 wegzudrücken.
-
Der
Steuerkolben 12 weist ferner eine hohlzylindrische Hülse 60 aus
Kunststoff auf, die an ihrem Außenumfang
in einer am Gehäuse 22 vorgesehenen
Dichtungsanordnung 62 pneumatisch dicht geführt ist
und an ihrem in 1 linken Ende über mehrere
am Innenumfang ausgebildete Längsrippen 64 das
Steuergehäuse 34 des
Arbeitskolbens 16 an dessen Außenumfang führt. Ein am in 1 linken Ende
der Hülse 60 ausgebildeter
Bund 66, der sich nach radial außen erstreckt, dient im Zusammenwirken
mit der Dichtungsanordnung 62 als Anschlag gegen ein Herausziehen
bzw. -drücken
des Steuerkolbens 12 aus dem Gehäuse 22. Anschließend an
die Längsrippen 64 hat
die Hülse 60 im
wesentlichen mittig eine vom Stößel 20 abgewandte
Ringschulter, die einen zweiten Ventilsitz 68 der Ventilanordnung 28 ausbildet,
der einen größeren Durchmesser
hat als der erste Ventilsitz 54.
-
Auf
der in 1 rechten Seite der Hülse 60 ist an deren
Innenumfang ein mit einer in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 durchgehenden
Stufenbohrung 70 versehenes Endstück 72 aus Kunststoff
befestigt. Im durchmessergrößeren Abschnitt
der Stufenbohrung 70 ist ein Filter 74 angebracht,
der eng an der durch die Stufenbohrung 70 hindurch geführten Kolbenstange 14 anliegt.
Zwischen dem in 1 linken Ende des Endstücks 72 und
den sich in 1 nach rechts an den zweiten
Ventilsitz 68 anschließenden
Längsrippen 76 der
Hülse 60 ist
ein Ringabschnitt 78 eines endseitigen Bunds 80 des
Druckstücks 56 aufgenommen,
so daß das
Endstück 72 die
Hülse 60 am
Druckstück 56 formschlüssig festlegt.
Im Ergebnis sind das Druckstück 56,
die Hülse 60 und
das mit dem Filter 74 versehene Endstück 72 über die
Kolbenstange 14 als eine Einheit in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 verschiebbar.
-
Die
ein Doppelsitzventil ausbildende Ventilanordnung 28 hat
ein in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 zwischen
dem Bund 80 des Druckstücks 56 und
den Ventilsitzen 54, 68 angeordnetes elastisches
Ventilteil 82, das mittels einer gelochten Scheibe 84 ausgesteift
ist. Das Ventilteil 82 weist auf der den Ventilsitzen 54, 68 zugewandten
Seite der Scheibe 84 einen mit den Ventilsitzen 54, 68 zusammenwirkenden
Dichtabschnitt 86 auf und hat auf der gegenüberliegenden
Seite der Scheibe 84 einen Balgabschnitt 88, der
am Bund 80 des Druckstücks 56 unter
Zuhilfenahme der Längsrippen 76 der
Hülse 60 befestigt
ist. Der Balgabschnitt 88 umgibt eine weitere am Außenumfang
des Druckstücks 56 angeordnete
Ventilfeder 90, die sich auf ihrer in 1 rechten
Seite am Bund 80 des Druckstücks 56 abstützt und
unter Anlage an der Scheibe 84 das Ventilteil 82 in
Richtung der Ventilsitze 54, 68 vorspannt.
-
Liegt
der Dichtabschnitt 86 des Ventilteils 82 am radial äußeren zweiten
Ventilsitz 68 an, während er
vom radial inneren ersten Ventilsitz 54 axial beabstandet
ist, so ist die Unterdruckkammer 24 über die Durchgangsbohrungen 44 im
Einsatz 38, den Zwischenraum 52, die durch die
Längsrippen 48 des Steuergehäuses 34 ausgebildeten
Kanäle,
den Ringspalt zwischen dem ersten Ventilsitz 54 und dem Dichtabschnitt 86 des
Ventilteils 82 und die durch die Längsrippen 64 der Hülse 60 ausgebildeten
Kanäle mit
der Arbeitskammer 26 verbunden. Liegt hingegen der Dichtabschnitt 86 des
Ventilteils 82 wie in 2 dargestellt
am ersten Ventilsitz 54 an, während er vom zweiten Ventilsitz 68 axial
beabstandet ist, so ist die Arbeitskammer 26 über die
durch die Längsrippen 64 der
Hülse 60 ausgebildeten
Kanäle,
den Ringspalt zwischen dem zweiten Ventilsitz 68 und dem
Dichtabschnitt 86 des Ventilteils 82, die durch die
Längsrippen 76 der
Hülse 60 ausgebildeten
Kanäle
und den Filter 74 in der Stufenbohrung 70 des Endstücks 72 mit
der Umgebung verbunden. In der in 1 dargestellten
Fahrstellung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 liegt der
Dichtabschnitt 86 des Ventilteils 82 an beiden
Ventilsitzen 54, 68 an, so daß die Ventilanordnung 28 die
Unterdruckkammer 24 von der Arbeitskammer 26 und
die Arbeitskammer 26 von der Umgebung trennt.
-
Auf
der in 1 linken Seite des Druckstücks 56 ist eine im
Zwischenraum 52 angeordnete Druckscheibe 92 befestigt,
die einen an den Längsrippen 48 des
Steuergehäuses 34 geführten Ringbund 94 und
einen sich daran in Richtung der Reaktionsscheibe 18 anschließenden Führungsabschnitt 96 aufweist.
Der Führungsabschnitt 96 taucht
mit seinem in 1 linken Ende in ein Sackloch 98 eines Übersetzungsteils
in Form einer Übersetzungsscheibe 100 ein,
die in axialer Richtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 zwischen
der im Einsatz 38 des Arbeitskolbens 16 angebrachten
Reaktionsscheibe 18 und dem Druckstück 56 des Steuerkolbens 12 angeordnet
ist.
-
Die Übersetzungsscheibe 100 ist
an ihrem zylindrischen Außenumfang
in dem Abschnitt kleineren Durchmessers der Stufenbohrung 46 im
Einsatz 38 und am Innenumfang des Sacklochs 98 an
dem Führungsabschnitt 96 der
Druckscheibe 92 in axialer Richtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 beweglich
geführt.
Die der Reaktionsscheibe 18 zugewandte Stirnfläche 102 der Übersetzungsscheibe 100,
die in der in 1 dargestellten Fahrstellung des
Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 um
einen geringen Betrag von der Reaktionsscheibe 18 beabstandet
ist, hat eine nach außen
gewölbte
Form, während
die Übersetzungsscheibe 100 auf
der der Druckscheibe 92 zugewandten Seite mit einer ebenen
Ringfläche 104 abschließt, über die,
wie noch näher
beschrieben wird, die Übersetzungsscheibe 100 mittels
der Koppeleinrichtung 30 bezüglich des Arbeitskolbens 16 formschlüssig festgelegt
werden kann.
-
Die
Koppeleinrichtung 30 weist einen senkrecht zur Längsachse
des Arbeitskolbens 16 verschiebbaren Schieber 106 auf,
der in den 4A und 4B alleine
dargestellt ist. Für
den zusammen mit dem Arbeitskolben 16 in Richtung der Längsachse
des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 bewegbaren
Schieber 106 bilden die in 1 rechte
Stirnfläche
des Einsatzes 38 des Arbeitskolbens 16 und die
in 1 linke Stirnfläche des Stützrings 50 am Steuergehäuse 34 des
Arbeitskolbens 16 einen Führungsspalt aus. Dabei liegt
der Schieber 106 am Einsatz 38 an, während er
mittels des Stützrings 50 gegenüber dem
Steuergehäuse 34 im
wesentlichen spielfrei und somit geräuscharm abgestützt ist.
Der Schieber 106 ist ferner in radialer Richtung des Einsatzes 38 an
einem zur Stufenbohrung 46 konzentrischen, ringförmigen Vorsprung 108 des Einsatzes 38 geführt, wobei
der Schieber 106 zwischen einer in den 1 und 3 dargestellten
Ruhestellung, in der er eine Bewegung der Übersetzungsscheibe 100 relativ
zum Arbeitskolben 16 in Richtung der Längsachse des Arbeitskolbens 16 gestattet,
und einer in 2 dargestellten Koppelstellung
verschiebbar ist, in der er die Übersetzungsscheibe 100 formschlüssig am
Arbeitskolben 16 festlegt bzw. zwischen sich und der Reaktionsscheibe 18 einklemmt.
-
Zur
Aufbringung einer in Querrichtung zum Arbeitskolben 16 wirkenden
Betätigungskraft
am Schieber 106 weist die Koppeleinrichtung 30 ferner ein
mit dem Schieber 106 in 1 oben verbundenes
Federelement 110 in Form einer Wellfeder auf, das in den 5A und 5B im
unverformten Zustand dargestellt ist. Der Führungsabschnitt 96 der Druckscheibe 92 erstreckt
sich durch das Federelement 110 hindurch, welches im 1 unteren
Bereich am Einsatz 38 des Arbeitskolbens 16 befestigt ist.
Das Federelement 110 kann im dargestellten Ausführungsbeispiel über den
Ringbund 94 der Druckscheibe 92 am Druckstück 56,
d.h, durch eine Relativbewegung zwischen dem Steuerkolben 12 und
dem Arbeitskolben 16 vorgespannt werden. Alternativ dazu
könnte
das Federelement 110 auch mittels einer elektromagne tischen
Betätigungseinrichtung
(nicht dargestellt) vorgespannt werden.
-
Im
Ergebnis hält
das Federelement 110 in seinem nicht vorgespannten Zustand
den Schieber 106 in seiner Ruhestellung (1),
während
es unter Vorspannung (3) den Schieber 106 in
Richtung seiner Koppelstellung in 3 nach oben
mit einer Kraft beaufschlagt. Diese Kraft verschiebt den Schieber 106 automatisch
in seine Koppelstellung (2), wenn die Übersetzungsscheibe 100 über die
am Druckstück 56 des
Steuerkolbens 12 befestigte Druckscheibe 92 gegen
die elastische Kraft der Reaktionsscheibe 18 um einen Relativweg
bezüglich des
Arbeitskolbens 16 bewegt wurde, der größer ist als der Abstand s zwischen
der dem Steuerkolben 12 zugewandten Ringfläche 104 der Übersetzungsscheibe 100 und
der dem Steuerkolben 12 zugewandten Stirnfläche des
ringförmigen
Vorsprungs 108 am Einsatz 38 in der Fahrstellung
des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 gemäß 1.
Dieser aufzubringende Relativweg s entspricht der Summe aus dem
Abstand zwischen der Stirnfläche 102 der Übersetzungsscheibe 100 und
der Reaktionsscheibe 18 in der Fahrstellung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 gemäß 1 und dem
in 3 dargestellten Verformungsweg, den die Stirnfläche 102 in
der Reaktionsscheibe 18 zurückgelegt hat, wenn der Schieber 106 in
seine Koppelstellung verschoben wird.
-
Obgleich
im dargestellten Ausführungsbeispiel
zur Aufbringung einer in Querrichtung zum Arbeitskolben 16 wirkenden
Betätigungskraft
am Schieber 106 ein Federelement vorgesehen ist, könnte als Verriegelungselement
für die Übersetzungsscheibe 100 auch
ein elektromagnetisch betätigbarer
Schieber (nicht dargestellt) zum Einsatz kommen, der bei Überschreiten
eines vorbestimmten Werts für
die Pedalkraft und/oder für
die Pedalgeschwindigkeit die Übersetzungsscheibe 100 am
Arbeitskolben 16 festlegt, um die Rückwirkung der Reaktionskraft
auf das Bremspedal aufzuheben.
-
Gemäß den 4A und 4B ist
der vorzugsweise metallische Schieber 106 der Koppeleinrichtung 30 als
viereckige Platte mit zwei parallelen Deckflächen 112, 114 ausgebildet,
durch die sich im wesentlichen mittig eine Durchgangsbohrung 116 erstreckt,
deren Durchmesser geringfügig
größer ist
als der Außendurchmesser
der Übersetzungsscheibe 100,
so daß diese
den Schieber 106 in seiner Ruhestellung zentrieren kann.
Im eingebauten Zustand des Schiebers 106 erstreckt sich
der Führungsabschnitt 96 der
Druckscheibe 92 durch die Durchgangsbohrung 116 hindurch.
-
Ausgehend
von der im eingebauten Zustand des Schiebers 106 dem Einsatz 38 zugewandten Deckfläche 112 hat
der Schieber 106 eine unsymmetrisch zur Mittellinie der
Durchgangsbohrung 116, in den Figuren etwas nach unten
verschoben angeordnete Ausnehmung 118, die in der Draufsicht
gemäß 4A von
der Form her einem Langloch gleicht und die oben beschriebene Querbewegung
des Schiebers 106 um seinen Sperrweg von der Ruhestellung in
die Koppelstellung ermöglicht.
Die Breite der Ausnehmung 118 bzw. deren in 4A obere
und untere Endradien sind geringfügig größer als der Außendurchmesser
des ringförmigen
Vorsprungs 108 am Einsatz 38, der als Führungsabschnitt
für den
Schieber 106 im eingebauten Zustand des Schiebers 106 in
der Ausnehmung 118 aufgenommen ist. Die am besten in 4B erkennbare
Tiefe der Ausnehmung 118 ist etwas größer als der Betrag, um den
der Vorsprung 108 von der in 1 rechten
Stirnfläche
des Einsatzes 38 vorsteht, so daß der Schieber 106 mit seiner
Deckfläche 112 an
der Stirnfläche
des Einsatzes 38 anliegen kann, während er sich mit seiner Deckfläche 114 am
Stützring 50 abstützt.
-
Weiterhin
ist der Schieber 106 an der Deckfläche 112 in den 4A und 4B unten
mit einer Aussparung 120 für das Federelement 110 versehen, während der
Schieber 106 in der Deck fläche 112 oben eine
Nut 122 für
das Federelement 110 aufweist. Die Aussparung 120 und
die Nut 122 erstrecken sich über die gesamte Breite des
Schiebers 106. Ausgehend vom Grund der Nut 122 weist
der Schieber 106 schließlich zwei voneinander beabstandete
Durchgangsbohrungen 124 auf, die der Befestigung des Federelements 110 am
Schieber 106 dienen.
-
In
den 5A und 5B ist
das vorzugsweise aus Federstahl bestehende Federelement 110 der
Koppeleinrichtung 30 im unbelasteten Zustand näher dargestellt.
Das Federelement 110 hat zu beiden Seiten, d.h. in den 5A und 5B nach oben
und nach unten, ausgehend von einer mittleren Querstrebe 126 ein
Paar parallel verlaufender, in der Seitenansicht vorzugsweiser gerader
Blattfederschenkel 128, 130. Die von der Querstrebe 126 abgewandten
Enden jedes Paars von Blattfederschenkeln 128, 130 sind über eine
Endstrebe 132, 134 miteinander verbunden. Die
Blattfederschenkel 128, 130 sind gegenüber der
Querstrebe 126 und den Endstreben 132, 134 derart
abgekröpft,
daß die
Endstreben 132, 134 in einer Ebene liegen, die
parallel zu der Ebene verläuft,
in der die Querstrebe 126 liegt.
-
Die
in den Figuren obere Endstrebe 132 weist korrespondierend
zu den Durchgangsbohrungen 124 im Schieber 106 Löcher 136 auf,
die der Befestigung der Endstrebe 132 im Grund der Nut 122 dienen.
Obgleich im dargestellten Ausführungsbeispiel
der Schieber 106 und das Federelement 110 Durchgangsbohrungen 124 bzw.
Löcher 136 zur
Befestigung der Endstrebe 132 in der Nut 122 mittels beispielsweise
Schrauben oder Nieten (nicht dargestellt) haben, ist es auch denkbar,
die Endstrebe 132 lediglich formschlüssig in der Nut 122 festzulegen, wozu
keine Bohrungen bzw. Löcher
benötigt
werden.
-
Die
in den Figuren untere Endstrebe 134 ist mittig mit einem
nach unten vorstehenden Lappen 138 versehen, der ein Loch 140 hat, über die
das Federelement 110 mit seiner Endstrebe 134 an dem Einsatz 38 mittels
beispielsweise einer Schraube oder einem Niet (nicht dargestellt)
befestigt ist. Dabei stellt die Aussparung 120 des Schiebers 106 die
für den
Schrauben- bzw. Nietkopf benötigten
Bauraum zur Verfügung.
Hier ist auch eine Anordnung denkbar, gemäß der der Lappen 138 des
Federelements 110 eine Abkröpfung (nicht dargestellt) aufweist,
die formschlüssig
in einer im Einsatz 38 ausgebildeten Vertiefung (nicht
dargestellt) eingreift, da die Verbindung des Federelements 110 zum
Einsatz 38 im vorgespannten Zustand des Federelements 110 im
wesentlichen Kräften
quer zur Längsachse
des Arbeitskolbens 16 entgegenwirken muß.
-
Die
mittlere Querstrebe 126 hat einen kreisförmigen Abschnitt 142, über dessen
in Einbaulage dem Steuerkolben 12 zugewandte Stirnfläche durch den
Ringbund 94 der Druckscheibe 92 die Vorspannkraft
für das
Federelement 110 eingeleitet werden kann. Der kreisförmige Abschnitt 142 ist
mit einem sich parallel zu den Blattfederschenkeln 128, 130 erstreckenden
Langloch 144 versehen, welches bezüglich der Symmetrielinie des
Federelements 110 in den Figuren entsprechend der Ausnehmung
118 im Schieber 106 etwas nach unten versetzt ist. Die
Breite des Langlochs 144 bzw. dessen in 5A obere und
untere Endradien sind kleiner als der Außendurchmesser des Ringbunds 94 der
Druckscheibe 92, aber größer als der Außendurchmesser
des Führungsabschnitts 96 der
Druckscheibe 92, so daß sich dieser
durch das Federelement 110 hindurch erstrecken kann.
-
Es
bleibt anzumerken, daß im
eingebauten Zustand der Koppeleinrichtung 30 der Schieber 106 senkrecht
zur Längsachse
des Arbeitskolbens 16 zwischen den Blattfederschenkeln 128 und
zwischen den Blattfederschenkeln 130 des Federelements 110 angeordnet
ist. In Längsrichtung
des Arbeitskolbens 16 befindet sich der Schieber 106 zwischen
den Endstreben 132, 134 und der Querstrebe 126,
wobei die Endstrebe 132 im Grund der Nut 122 liegt.
Der Federweg des Federelements 110 ist dabei derart zu wählen, daß die Querstrebe 126 des
Federelements 110 im vorgespannten Zustand des Federelements 110 (3)
von der Deckfläche 114 des
Schiebers 106 noch beabstandet ist, während die Vorspannkraft bereits
ausreicht, den Schieber 106 aus seiner Ruhestellung um
seinen Sperrweg unter Längung
des Federelements 110 in die Koppelstellung zu verschieben.
-
Im
folgenden wird die Funktionsweise des unter Bezugnahme auf die 1 bis 5B beschriebenen
Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 erläutert, wobei
auch auf die 6 bis 8 Bezug genommen
wird, in denen für
einen normalen Bremsvorgang (6), einen
Bremsvorgang mit überhöhter Pedalkraft
(7) und einen Bremsvorgang mit überhöhter Pedalgeschwindigkeit (8)
die Kennlinien des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 als Bremsdruck
p über
der Pedalkraft F aufgetragen sind. Vorab sei angemerkt, daß die dargestellten Kennlinien
idealisiert und in Wirklichkeit insbesondere im Bereich der Knicke
stark verrundet sind.
-
Wird
auf das Bremspedal keine Kraft ausgeübt (Fahrstellung), so verschiebt
die Rückstellfeder 32 ohne
an die Unterdruckkammer 24 beispielsweise vom Saugrohr
eines Ottomotors angelegtes Vakuum den Arbeitskolben 16 in 1 nach
rechts. Der an dem Arbeitskolben 16 ausgebildete erste
Ventilsitz 54 hebt dabei das Ventilteil 82 der
Ventilanordnung 28 gegen die Kraft der Ventilfeder 90 vom
zweiten Ventilsitz 68 am Steuerkolben 12 ab.
-
Wird
nun ein Vakuum an die Unterdruckkammer 24 angelegt, baut
sich zwischen der Unterdruckkammer 24 und der über die
noch geöffnete
Ventilanordnung 28 mit Atmosphärendruck verbundenen Arbeitskammer 26 eine
Druckdifferenz auf. Diese Druckdifferenz übt über die Fläche des Membrantellers 40 eine
Kraft aus. Sobald diese Kraft soweit angestiegen ist, daß die Vorspannkräfte der
Rückstellfeder 32 und
einer Feder im Hauptzylinder überwunden
werden, bewegt sich der Membranteller 40 und damit das
auf dem ersten Ventilsitz 54 aufliegende Ventilteil 82 nach
links in 1. Diese Bewegung erfolgt so
lange, bis das Ventilteil 82 am zweiten Ventilsitz 68 am
Steuerkolben 12 zur Anlage kommt und somit die Arbeitskammer 26 von
der Umgebung abtrennt. Der Unterdruck-Bremskraftverstärker 10 befindet
sich jetzt in der in 1 gezeigten Grundstellung.
-
Der
weiter sinkende Druck in der Unterdruckkammer 24 bewirkt,
daß der
erste Ventilsitz 54 vom Ventilteil 82 leicht abhebt
und somit auch die Arbeitskammer 26 evakuiert wird. Dieser
Vorgang dauert so lange, bis in der Unterdruckkammer 24 der
volle vom Ottomotor gelieferte Unterdruck herrscht. Zwischen der
Unterdruckkammer 24 und der Arbeitskammer 26 herrscht
jetzt eine Druckdifferenz, die für
das Verschieben des Membrantellers 40 in die Bereitschaftsstellung
die notwendige Kraft liefert. Nun befindet sich der Unterdruck-Bremskraftverstärker 10 in
der sogenannten Fahrstellung. Dieser Zustand entspricht den Punkten
A in den 6 bis 8.
-
Bei
Betätigung
des Bremspedals wird der Steuerkolben 12 über die
Kolbenstange 14 verschoben und der zweite Ventilsitz 68 hebt
von dem Ventilteil 82 ab. Mit der in die Arbeitskammer 26 einströmenden Außenluft
erhöht
sich die Druckdifferenz am Arbeitskolben 16. Die Druckdifferenz
bewirkt eine Kraft, die über
die ringförmig
auf dem Einsatz 38 des Arbeitskolbens 16 aufliegende
Reaktionsscheibe 18 und den Stößel 20 auf den Hauptzylinder übertragen wird.
Die Reaktionsscheibe 18 wird von links in 1 durch
den Stößel 20 vollflächig und
von rechts an der Auflage am Einsatz 38 ringförmig mit
Druck beaufschlagt. Da die Reaktionsscheibe 18 aus einem
elastomeren Werkstoff besteht und sich dadurch quasi hydraulisch
verhält,
kommt es zu einer Verformung. Ihr Volumen weicht zum Zentrum des
Arbeitskolbens 16 hin in Richtung der Übersetzungsscheibe 100 aus, die über das
Druckstück 56 in
Richtung der Übersetzungsscheibe 100 geschoben
wurde.
-
Die
Punkte B in den 6 bis 8 repräsentieren
den auch als Drucksprung bezeichneten Zustand, in dem die Stirnfläche 102 der Übersetzungsscheibe 100 vollflächig mit
der Reaktionsscheibe 18 zur Anlage gelangt und die Servounterstützung des
Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 einsetzt, wodurch
die Kennlinie unter einer Neigung, die durch die Gesamtübersetzung
des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 und
die Betätigungsgeschwindigkeit des
Bremspedals bestimmt wird, weiter verläuft. Über die Anlage der Übersetzungsscheibe 100 an
der Reaktionsscheibe 18 wird der über die Druckscheibe 92 an
der Übersetzungsscheibe 100 anliegende
Steuerkolben 12 relativ zum Steuergehäuse 34 verschoben, bis
die Ventilanordnung 28 am zweiten Ventilsitz 68 wieder
schließt.
Es stellt sich ein Kräftegleichgewicht zwischen
Stößel- und
Rückstellkraft
einerseits, und der auf den Arbeitskolben 16 wirkenden
Servokraft sowie der über
die Druckscheibe 92 wirkenden Eingangskraft andererseits
ein. Durch kurze Öffnung des
Ventilsitzes 68 hat sich in der Arbeitskammer 26 ein
Mischdruck eingestellt. Der Bremsdruck p kann nun in Abhängigkeit
von Pedalkraft und -weg zwischen B und C eingestellt werden, wobei
das Ventilteil 82 bei konstanten Eingangsgrößen an den
Ventilsitzen 54, 68 aufschwimmt. Durch C repräsentiert ist
der Aussteuerpunkt des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10,
oberhalb dem eine weitere Druckerhöhung nur noch über eine
Steigerung der Pedalkraft F möglich
ist. Wird beispielsweise bei C' die
Pedalkraft F zurückgenommen,
läuft der
Bremsdruck p mit Hysterese über
E' und F auf G zurück. Dabei
schiebt die Rückstellfeder 32 den
Arbeitskolben 16 in seine Grundstellung, während der
Steuerkolben 12 durch die Ventilfeder 58 in 1 nach
rechts verschoben wird, bis das Ventilteil 82 am Ventilsitz 68 zur
Auflage kommt. Gleichzeitig hebt der Ventilsitz 54 vom
Ventilteil 82 ab. Der Evakuiervorgang in der Arbeitskammer 26 beginnt.
-
Bei
F kommt die Übersetzungsscheibe 100 außer Eingriff
von der Reaktionsscheibe 18. Im Ergebnis ist der Bremsdruck
im Bereich B-C-E-F mit Servounterstützung einstellbar. In 6 gestrichelt dargestellt
ist der Verlauf gemäß Stand
der Technik, wenn über
C hinaus eine Pedalkraft F bis beispielsweise D aufgebracht wird.
-
In
den 7 und 8 sind Kennlinien dargestellt,
bei denen im Punkt Z die Koppeleinrichtung 30 aktiviert
wird, d.h. der Schieber 106 von der Ruhestellung (1)
nach Vorspannung des Federelements 110 (3)
und Überschreitung
des Relativwegs s zwischen Steuerkolben 12 und Arbeitskolben 16 gegen
die elastische Kraft der Reaktionsscheibe 18 in seine Koppelstellung
(2) überführt wurde, so
daß die
Reaktionskraft in den Arbeitskolben 16 umgeleitet wird
und vom Bremspedal abgekoppelt ist.
-
Die
Aktivierung der Koppeleinrichtung 30 erfolgt bei langsamer
Pedalbetätigung
(7) erst knapp oberhalb von C, d.h. der Relativweg
s kann hier gegen die elastische Kraft der Reaktionsscheibe 18 erst
bei Aufbringung einer Kraft zurückgelegt
werden, die größer ist
als die zur Aussteuerung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 benötigte Kraft. Bei
langsamer Pedalbetätigung
läuft der
Arbeitskolben 16 zwischen B und C quasi vor dem Steuerkolben 12 her,
der Relativweg s wird hier nicht zurückgelegt.
-
Bei
sehr schneller Pedalbetätigung
(8) kann der Arbeitskolben 16 infolge
der langsamer einsetzenden Verstärkung
und seiner Massenträgheit nicht
vor dem Steuerkolben 12 herlaufen, der Relativweg s zur
Aktivierung der Koppeleinrichtung 30 wird gegen die elastische
Kraft der Reaktionsscheibe 18 schnell zurückgelegt
(nahe B).
-
Zu
erwähnen
ist noch, daß ausgehend
von der Kennlinie gemäß 6 im
Kennlinienabschnitt zwischen B und C die Koppeleinrichtung 30 an
einem beliebigen Punkt durch Betätigung
des Bremspedals mit einer vorbestimmten Betätigungskraft und/oder -geschwindigkeit
aktiviert werden kann, so daß auch während eines
normalen Bremsvorgangs infolge einer plötzlichen Panikreaktion des
Fahrers, die sich durch ein Nachtreten oder Nachfassen am Bremspedal
auszeichnet, die Koppeleinrichtung 30 aktiviert wird und
infolgedessen Reaktionskräfte
an das Bremspedal nicht mehr zurückgemeldet
werden.
-
Bei
aktivierter Koppeleinrichtung 30 kann nun der Bremsdruck
p im Kennlinienbereich B-C-E-F mit einer Pedalkraft F zwischen G
und A eingestellt werden, wobei eine geringe Pedalkraft F zum Halten bzw, Überwinden
der Kräfte
an der Ventilanordnung 28 notwendig ist, die wie oben beschrieben
arbeitet. Nahe F deaktiviert sich die Koppeleinrichtung 30 selbsttätig, wobei
der Schieber 106 von dem Federelement 110 aus
seiner Koppelstellung in seine Ruhestellung zurückgezogen wird, da der Schieber 106 über die
Reaktionsscheibe 18 und die Übersetzungsscheibe 100 von
keiner Reaktionskraft mehr kraftschlüssig gegen den Stützring 50 verspannt
ist.
-
Für den Fachmann
ist ersichtlich, daß die
beschriebene Koppeleinrichtung auch in einem Unterdruck-Bremskraftverstärker mit
Ansprechweg vorgesehen werden kann. Dabei ist lediglich dafür Sorge zu
tragen, daß der
Steuerkolben nicht fest mit der Übersetzungsscheibe
verbunden ist.
-
- 10
- Unterdruck-Bremskraftverstärker
- 12
- Steuerkolben
- 14
- Kolbenstange
- 16
- Arbeitskolben
- 18
- Reaktionsscheibe
- 20
- Stößel
- 22
- Gehäuse
- 24
- Unterdruckkammer
- 26
- Arbeitskammer
- 28
- Ventilanordnung
- 30
- Koppeleinrichtung
- 32
- Rückstellfeder
- 34
- Steuergehäuse
- 36
- Durchgangsloch
- 38
- Einsatz
- 40
- Membranteller
- 42
- Membran
- 44
- Durchgangsbohrung
- 46
- Stufenbohrung
- 48
- Längsrippe
- 50
- Stützring
- 52
- Zwischenraum
- 54
- erster
Ventilsitz
- 56
- Druckstück
- 58
- Ventilfeder
- 60
- Hülse
- 62
- Dichtungsanordnung
- 64
- Längsrippe
- 66
- Bund
- 68
- zweiter
Ventilsitz
- 70
- Stufenbohrung
- 72
- Endstück
- 74
- Filter
- 76
- Längsrippe
- 78
- Ringabschnitt
- 80
- Bund
- 82
- Ventilteil
- 84
- Scheibe
- 86
- Dichtabschnitt
- 88
- Balgabschnitt
- 90
- Ventilfeder
- 92
- Druckscheibe
- 94
- Ringbund
- 96
- Führungsabschnitt
- 98
- Sackloch
- 100
- Übersetzungsscheibe
- 102
- Stirnfläche
- 104
- Ringfläche
- 106
- Schieber
- 108
- Vorsprung
- 110
- Federelement
- 112
- Deckfläche
- 114
- Deckfläche
- 116
- Durchgangsbohrung
- 118
- Ausnehmung
- 120
- Aussparung
- 122
- Nut
- 124
- Durchgangsbohrung
- 126
- Querstrebe
- 128
- Blattfederschenkel
- 130
- Blattfederschenkel
- 132
- Endstrebe
- 134
- Endstrebe
- 136
- Loch
- 138
- Lappen
- 140
- Loch
- 142
- kreisförmiger Abschnitt
- 144
- Langloch
- p
- Bremsdruck
- F
- Pedalkraft
- s
- Relativweg