DE60221784T2

DE60221784T2 - Unterdruckbremskraftverstärker

Info

Publication number: DE60221784T2
Application number: DE60221784T
Authority: DE
Inventors: Y. Higashimatsuyama-shi Takasaki; H Higashimatsuyama-shi Inoue; Y. Higashimatsuyama-shi Mori; H. Higashimatsuyama-shi Oka
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: JP3744852B2; EP1325852A3; DE60221784D1; EP1325852A2; EP1325852B1; US20030121406A1; US6843160B2; JP2003191835A

Description

Die Erfindung betrifft einen Unterdruckbremskraftverstärker und insbesondere einen Unterdruckbremskraftverstärker, in dem der Betätigungshub, insbesondere der Hub, durch den eine Eingangswelle betätigt wird, kleiner als der Betätigungshub einer Ausgangswelle dimensioniert ist.
Aus dem Stand der Technik ist ein Unterdruckbremskraftverstärker bekannt, in dem der Betätigungshub einer Eingangswelle kleiner als der Betätigungshub einer Ausgangswelle dimensioniert ist (siehe beispielsweise die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 193.486/1993 und WO01/32488 , welche als die dem Stand der Technik am nächsten kommenden angesehen werden).
In einem in 1 der genannten Anmeldung offenbarten Bremskraftverstärker ist eine Hülse 13 verschiebbar im Innenumfang eines Ventilkörpers eingepasst und weist ein hinteres Ende auf, auf dem ein Vakuumventilsitz 10 ausgebildet ist. Die Hülse 13 wird üblicherweise durch eine Feder 14 nach hinten gedrückt, um das Anstoßen des vorderen Endes einer in der Hülse 13 ausgebildeten Nut an einem Schlüsselelement 17 zu bewirken, welches wiederum an der Wand eines Gehäuses anstößt, wodurch die Hülse 13 und das Schlüsselelement 17 in ihren nicht betriebsbereiten Positionen gehalten sind.
Wenn eine Eingangswelle 4 in dem nicht betriebsbereiten Zustand nach vorne bewegt wird, bewirkt dies eine Positionierung eines Ventilelements 12 auf dem Vakuumventilsitz 11, was das Einführen des Umgebungsdrucks in eine variable Druckkammer 7 zur Steuerung des Ventilkörpers 8 nach vorne ermöglicht, um eine Ausgangsleistung zu bewirken. Während einer Anfangsphase des Betriebsbeginns des Verstärkers werden die Hülse 13 (Vakuumventilsitz 10), das Ventilelement 12, das Schlüsselelement 17 und die Eingangswelle 4 in ihren nicht betriebsbereiten Positionen durch die Feder 14 gehalten bis ein Anschlagelement 18, das zusammen mit dem Ventilkörper nach vorne bewegt wird, an dem Schlüsselelement 17 auf der Hülse 13 anstößt.
In dem in der genannten Anmeldung offenbarten Verstärker wird auf diese Weise der Betätigungshub der Eingangswelle als kleiner als der Betätigungshub einer Ausgangswelle 20 ausgebildet, wodurch ein toter Gang der Eingangswelle 4 verringert wird, der durch ein Zusammenspiel des Kolbens eines Hauptzylinders in der Achsenrichtung hervorgerufen wird.
In dem in der genannten Anmeldung offenbarten Verstärker ist eine Anordnung derart angeordnet, dass eine Bremsreaktion, die auf die Ausgangswelle 20 wirkt, zur Eingangswelle 4 über Kolben 23 und 15 übertragen wird, die steife Körper sind. Mit anderen Worten, der in der genannten Anmeldung offenbarte Verstärker setzt die Verwendung einer Reaktionsscheibe nicht voraus, die durch einen federnden Körper ausgebildet ist, um als ein Reaktionsübertragungselement zu dienen, das nach Stand der Technik allgemein bekannt ist.
Ein Bedarf wurde im Stand der Technik erkannt, welcher die Anwendung des technischen Konzepts der genannten Anmeldung an einem Bremskraftverstärker betrifft, umfassend eine Reaktionsscheibe, die durch einen federnden Körper ausgebildet ist und als Reaktionsübertragungselement dient.
Wenn das technische Konzept der genannten Anmeldung an einem Unterdruckbremskraftverstärker angewendet wird, welcher eine Reaktionsscheibe umfasst, entsteht die folgende Schwierigkeit: Insbesondere während der Anfangsphase des Betriebsbeginns eines Bremskraftverstärkers, wenn die Eingangswelle nach vorne bewegt wird, werden die Hülse (der Vakuumventilsitz), das Ventilelement, ein Ventilstößel und die Eingangswelle in ihren nicht betriebsbereiten Positionen gehalten, während der Ventilkörper und die Ausgangswelle nach vorne bewegt werden. Demgemäß wird ein Zwischenraum zwischen der Reaktionsscheibe und der gegenüberliegenden Endseite des Ventilstößels vorübergehend vergrößert. Wenn der Zwischenraum zwischen den beiden Elementen vergrößert wird, ergibt sich daraus die Schwierigkeit, dass ein Sprungwert übermäßig hoch wird, wenn eine Bremsreaktion, die auf die Ausgangswelle wirkt, daraufhin das Anschwellen der Reaktionsscheibe in den Anstoß an dem Ventilstößel verursacht.
Es wäre wünschenswert, in der Lage zu sein, einen Unterdruckbremskraftverstärker bereitzustellen, der die Ausbildung des Betätigungshubs der Eingangswelle als kleiner als der Betätigungshub der Ausgangswelle erlaubt, während das Ansteigen des Sprungwerts auf einen übermäßig hohen Wert verhindert wird.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung einen Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 1.
Die Erfindung wird anhand der folgenden detaillierten Beschreibung einiger Ausführungsformen derselben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher ersichtlich, worin:
1 ein Querschnitt einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
2 eine graphische Darstellung eines charakteristischen Diagramms des Unterdruckbremskraftverstärkers 1 von 1 ist und
3 ein Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben. Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Unterdruckbremskraftverstärker 1 ein Gehäuse 2, in dem ein im Wesentlichen röhrenförmiger Ventilkörper 3 verschiebbar angeordnet ist. Das hintere Ende des Ventilkörpers 3 steht nach außen durch eine hintere Öffnung 2a des Gehäuses 2 vor, in dem ein ringförmiges Dichtungselement 4 angeordnet ist, um eine hermetische Abdichtung zwischen dem Außenumfang des hinteren Endes des Ventilkörpers 3 und der Öffnung 2a in dem Gehäuse 2 aufrechtzuerhalten.
Ein schüsselförmiger Kraftkolben 5 ist um den Außenumfang des Ventilkörpers 3 herum verbunden und eine Membran 6 ist an der hinteren Oberfläche des Kraftkolbens 5 angelegt, wodurch das Innere des Gehäuses 2 in eine vorne positionierte Kammer mit konstantem Druck A und eine hinten positionierte Kammer mit variablem Druck B geteilt wird. Ein Rohr (nicht abgebildet) ist mit der vorderen Wand des Gehäuses 2 zum normalen Einführen eines Unterdrucks in die Kammer mit konstantem Druck A verbunden.
Ein Ventilmechanismus 7, der später detailliert beschrieben wird, ist im Inneren des Ventilkörpers 3 angeordnet und ist angeordnet, um von einer Eingangswelle 8, die mit einem Bremspedal (nicht abgebildet) verbunden ist, betrieben zu werden. Wenn die Eingangswelle 8 nach vorne angesteuert wird, um den Ventilmechanismus 7 zu betreiben, wird die Kommunikation zwischen der Kammer mit konstantem Druck A und der Kammer mit variablem Druck B unterbrochen, während der Umgebungsdruck in die Kammer mit variablem Druck B eingebracht wird, wodurch das Ansteuern des Ventilkörpers 3 und der Ausgangswelle 11 nach vorne ermöglicht wird, um eine Ausgangsleistung in einem gegebenen Servoverhältnis abzugeben.
Eine Rückstellfeder 12 ist im Inneren der Kammer mit konstantem Druck A zwischen der vorderen Wand des Gehäuses 2 (nicht abgebildet) und einer Basis 11a der Ausgangswelle 11 angeordnet, die somit den Ventilkörper 2 nach hinten bewegt. In dem nicht betriebsbereitem Zustand des Unterdruckbremskraftverstärkers 1 von 1 stößt ein Schlüsselelement 13 an einer hinteren Wand 2b des Gehäuses 2 an und bleibt im Ruhezustand und eine nach hinten weisende abgestufte Endfläche 3a des Ventilkörpers 3 stößt an dem Schlüsselelement 13 an, das im Ruhezustand bleibt, wodurch der Ventilkörper 3 und die Ausgangswelle 11 in ihren dargestellten nicht betriebsbereiten Positionen gehalten werden.
In Richtung des vorderen Endes wird der Innenumfang des Ventilkörpers 3 mit einem nach vorne vorstehenden ringförmigen Vorsprung 3b ausgebildet, in welchem ein ringförmiger Halter 14 eingepasst ist, während eine hermetische Abdichtung aufrechterhalten wird. Der Halter 14 weist eine axiale Größe auf, die der axialen Größe des ringförmigen Vorsprungs 3b entspricht und demgemäß liegen die Endfläche des ringförmigen Vorsprungs 3b und die vordere Endfläche des Halters 14 auf einer gemeinsamen Ebene. Der Halter 14 ist aus einem starren Körper ausgebildet und bildet im Wesentlichen einen Teil des Ventilkörpers 3. Es ist hierbei anzumerken, dass der Halter 14 einstückig mit dem Ventilkörper 3 ausgebildet werden kann.
Die Ausgangswelle 11 weist ein vorderes Ende auf, das mit dem Kolben eines Hauptzylinders (nicht abgebildet) in Eingriff ist, der sich durch eine in der vorderen Wand des Gehäuses 2 ausgebildeten Öffnung erstreckt.
Die Basis 11a der Ausgangswelle 11 ist mit einer rückwärts gerichteten Vertiefung 11b ausgebildet, in der eine Reaktionsscheibe 15 enthalten ist. Der ringförmige Vorsprung 3b ist gleitend in den inneren Umfang der Vertiefung 11b in Richtung des hinteren Ende desselben eingepasst.
Auf diese Weise wird die Reaktionsscheibe 15 zwischen der Unterseite der Vertiefung 11b der Ausgangswelle 11 und der Endfläche des ringförmigen Vorsprungs 3b und der vorderen Endfläche des Halters 14 sandwichartig angeordnet. Die Reaktionsscheibe 15 ist im Wesentlichen scheibenförmig und ist auf ähnliche Weise wie im Stand der Technik üblich aus Gummi hergestellt.
Ein Plattenstößel 16a, der einen vorderen Abschnitt eines Ventilstößels 16 ausbildet, ist verschiebbar in dem Innenumfang des Halters 14 eingepasst und daher ist die vordere Endfläche des Plattenstößels (oder die vordere Endfläche des Ventilstößels 16) in gegenüber liegender Beziehung zur Reaktionsscheibe 15 angeordnet. In dem dargestellten nicht betriebsbereiten Zustand wird ein sehr kleiner Abstand zwischen der Reaktionsscheibe 15 und dem Plattenstößel 16a aufrechterhalten.
Wenn die Eingangswelle 8 und deren verbundener Ventilstößel nach vorne angesteuert werden, um den Ventilmechanismus 7 zu betreiben, werden der Ventilkörper 3 und die Ausgangswelle 11 nach vorne angesteuert und die Ausgangswelle 11, die nach vorne angesteuert wird, verursacht die nach vorne gerichtete Ansteuerung nach vorne des Kolbens eines Hauptzylinders (nicht abgebildet), um einen Bremsflüssigkeitsdruck zu erzeugen. Wenn eine Bremsreaktion auf die Ausgangswelle 11 wirkt, beult sich ein axialer Abschnitt der Reaktionsscheibe 15 nach hinten aus, um an dem Plattenstößel 16a anzustoßen. Von diesem Zeitpunkt an wird die Bremsreaktion an ein Bremspedal (nicht abgebildet) durch den Ventilstößel 16 und die Eingangswelle 8 übertragen.
In der in 2 abgebildeten graphischen Darstellung wird ein Punkt J, an dem die Reaktionsscheibe 15 an dem Scheibenstößel 16a anstößt, üblicherweise als ein Sprungpunkt bezeichnet, da die Ausgangsleistung momentan relativ zur Eingangsleistung ansteigt.
Der Ventilmechanismus 7, der die Kommunikation zwischen der Kammer mit konstantem Druck A, der Kammer mit variablem Druck B und dem Umgebungsdruck schaltet, werden nun beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Ventilmechanismus 7 ein röhrenförmiges Element 18, das verschiebbar in den Innenumfang des Ventilkörpers 3 eingepasst ist und der durch eine Feder 17 nach hinten bewegt wird, einen Vakuumventilsitz 21, der auf dem hinteren Ende des röhrenförmigen Elements 18 ausgebildet ist, den Ventilstößel 16, der sich durch das röhrenförmige Element 18 von der hinteren Seite erstreckt, um in den Innenumfang des Ventilkörpers 3 verschiebbar eingepasst zu sein, und ein Ventilelement 24, das zum Sitzen auf dem Vakuumventilsitz 21 und dem Atmosphärenventilsitz 22 von der hinteren Seite unter Spannung der Feder 23 angepasst ist.
Eine Kombination eines ersten oder Außensitzes S1 auf dem Ventilelement 24 und des Vakuumventilsitzes 21, der zum Eingriff mit dem ersten Sitz S1 oder zum Ausklinken aus diesem angeordnet ist, bilden ein Vakuumventil 25 und die Kombination eines zweiten oder Innensitzes S2 des Ventilelements 24 und des Atmosphärenventilsitzes 22, der zum Eingriff mit dem zweiten Sitz S2 oder zum Ausklinken aus diesem angeordnet ist, bilden ein Atmosphärenventil 26.
Ein radial vom Vakuumventil 25 nach außen angeordneter Zwischenraum kommuniziert mit der Kammer mit konstantem Druck A durch einen Durchgang mit konstantem Druck 27, der im Ventilkörper 3 ausgebildet ist. Ein zwischen dem Vakuumventil 25 und dem Atmosphärenventil 26 befindlicher Zwischenraum kommuniziert mit der Kammer mit variablem Druck B durch einen Durchgang mit variablem Druck 28, der eine in dem Ventilkörper 3 ausgebildete radiale Öffnung ist. Ein radial nach innen vom Atmosphärenventil 26 angeordneter Zwischenraum kommuniziert mit dem Umgebungsdruck durch einen Atmosphärendurchlass 31, der im Inneren des Ventilkörpers 3 und eines darin angeordneten Filters 32 definiert ist.
Der hintere Achsenabschnitt des Ventilstößels 16 ist schwenkbar mit dem distalen Ende der Eingangswelle 18 verbunden und eine Feder 34 mit einer größeren Elastizität als die Feder 23 ist zwischen einem Haltestück 33, das ins Innere des Ventilkörpers 3 und des Außenumfangs der Eingangswelle 8 eingepasst ist, angeordnet. Das andere Ende der Eingangswelle 8 ist mit einem Bremspedal (nicht abgebildet) verbunden.
Das Schlüsselelement 13 wird in den Durchlass mit variablem Druck 28, der im Ventilkörper 3 ausgebildet ist, und durch eine Nut 18a, die in dem röhrenförmigen Element 18 vor dessen Eingriff mit einem Eingriffsabschnitt 16c des Ventilstößels 16 ausgebildet ist, geleitet.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Schlüsselelement 13 axial relativ zum Ventilkörper 3 zwischen der abgestuften Endfläche 3a des Ventilkörpers 3 und dem hinteren Ende des Durchgangs mit variablem Druck 28 bewegbar. Außerdem ist das Schlüsselelement 13 axial relativ zum Ventilstößel 16 innerhalb der Erstreckung der ringförmigen Nut bewegbar, die durch den Eingriffsabschnitt 16c ausgebildet ist. Schließlich ist das Schlüsselelement 13 axial relativ zum röhrenförmigen Element 18 bewegbar, wie durch die axiale Größe der Nut 18a ermöglicht wird, die in dem röhrenförmigen Element 18 ausgebildet ist.
Das röhrenförmige Element 18 weist einen vorderen Abschnitt eines verringerten Durchmessers und einen hinteren Abschnitt eines vergrößerten Durchmessers auf, das verschiebbar in den Innenumfang des Ventilkörpers 3 eingepasst ist. Ein ringförmiges Dichtungselement 35 ist auf dem hinteren Abschnitt eines vergrößerten Durchmessers zur Aufrechterhaltung einer hermetischen Dichtung zwischen dem hinteren Abschnitt und dem Innenumfang des Ventilkörpers 3 befestigt. In Richtung des hinteren Endes weist der hintere Abschnitt eines vergrößerten Durchmessers eine verringerte Dicke auf und der Vakuumventilsitz 21 ist an dieser Position definiert.
Der vordere Abschnitt eines verringerten Durchmessers des röhrenförmigen Elements 18 ist mit der Nut 18a ausgebildet, durch die sich das Schlüsselelement 13 erstreckt. Die Feder 17 ist zwischen dem hinteren Abschnitt eines vergrößerten Durchmessers des röhrenförmigen Elements 18 und der gegenüberliegenden abgestuften Fläche des Ventilkörpers 24 angeordnet, wodurch normalerweise das röhrenförmige Element 18 nach hinten oder in Richtung zum Ventilelement 24 gedrückt wird. Die Feder 17 weist eine Elastizität auf, die größer als die Elastizität der Feder 23 ist, die das Ventilelement 24 bewegt.
In dem nicht betriebsbereiten Zustand des Unterdruckbremskraftverstärkers 1 von 1 wird das Schlüsselelement 13 in seiner nicht betriebsbereiten Position durch Anstoßen an der Wand 2b des Gehäuses 2 gehalten und das röhrenförmige Element 18 wird in seiner nicht betriebsbereiten Position gehalten, wie durch das Anstoßen des vorderen Endes der Nut 18a am Schlüsselelement 13 zu sehen ist.
Der Ventilkörper 3 und die Ausgangswelle 11 werden ebenfalls in ihren nicht betriebsbereiten Positionen gehalten, wie als Ergebnis des Anstoßens an der abgestuften Endfläche 3a des Ventilkörpers 3 am Schlüsselelement 13 von der vorderen Seite zu sehen. Außerdem stößt das vordere Ende des Eingriffabschnitts 16c am Schlüsselelement 13 an, wodurch der Ventilstößel 16 und die Eingangswelle 8 ebenfalls in ihren abgebildeten nicht betriebsbereiten Positionen gehalten werden, die die zusammengezogenen Endpositionen darstellen.
Im nicht betriebsbereiten Zustand wird der Vakuumventilsitz 21 vom ersten Sitz S1 auf dem Ventilelement 24 entfernt, um das Vakuumventil 25 zu öffnen, während der zweite Sitz S2 auf dem Ventilelement 24 auf den Atmosphärenventilsitz 22 gesetzt wird, um das Atmosphärenventil 26 zu schließen.
Wie oben erwähnt ist das röhrenförmige Element 18 in der vorliegenden Erfindung verschiebbar in den Ventilkörper 3 eingepasst und der Vakuumventilsitz 21 ist auf dem röhrenförmigen Element 18 ausgebildet. Im dargestellten nicht betriebsbereiten Zustand hält das Anstoßen des Schlüsselelements 13 am vorderen Ende der Nut 18 das röhrenförmige Element 18 und den Vakuumventilsitz 21 in ihren hintersten zusammengezogenen Positionen. In dem abgebildeten nicht betriebsbereiten Zustand wird ein Achsenabstand L zwischen dem Schlüsselelement 13 und der hinteren Endfläche des Durchgangs mit variablem Druck 28 aufrechterhalten, der von diesem nach hinten angeordnet ist.
Wenn das Bremspedal im abgebildeten nicht betriebsbereiten Zustand gedrückt wird, um die Eingangswelle 8 und den Ventilstößel 16 nach vorne anzusteuern, wird das Vakuumventil 25 geschlossen, während das Atmosphärenventil 26 geöffnet wird, wodurch der Ventilkörper 3 und die Eingangswelle 11 nach vorne angesteuert werden. Bei Beginn dieses Vorgangs werden das röhrenförmige Element 18 und der Vakuumventilsitz 21, die durch die Feder 17 nach vorne bewegt werden, das Ventilelement 24, das auf diesem sitzt, der Ventilstößel 16 und die Eingangswelle 8 vorübergehend durch das Schlüsselelement 13 im Ruhezustand gehalten.
Da im nicht betriebsbereiten Zustand der Abstand L vorliegt, werden der Ventilstößel 16 und die Eingangswelle 8 zu diesem Zeitpunkt im Ruhezustand gehalten, bis der Abstand L nicht mehr vorhanden ist oder bis die hintere Endfläche des Durchgangs mit variablem Druck 28, die in Richtung des Ventilkörpers 3 positioniert ist, der nach vorne angesteuert wird, am Schlüsselelement 13 anstößt. Auf diese Weise wird der Betätigungshub der Eingangswelle 8 geringer als der Betätigungshub der Ausgangswelle 11 ausgebildet. Wenn ein Achsenspiel mit dem Kolben eines Hauptzylinders (nicht abgebildet) vorhanden ist, der in Eingriff mit der Ausgangswelle 11 ist, kann demgemäß das Spiel absorbiert werden.
Da der Betätigungshub der Eingangswelle 8 auf weniger als der Betätigungshub der Ausgangswelle 11 in der vorliegenden Ausführungsform, wie oben erwähnt, ausgewählt wird, wird bei Betriebsbeginn der Abstand zwischen der Reaktionsscheibe 15 und der Endfläche des Scheibenstößels 16a (oder der vorderen Endes des Ventilstößels 16) momentan durch ein dem Abstand L entsprechendes Ausmaß erhöht und daraufhin beult sich die Reaktionsscheibe 15 nach hinten als Reaktion auf die Bremsreaktion aus, um an der Endfläche des Plattenstößels 16a (oder dem vorderen Ende des Ventilstößels 16) anzustoßen.
Damit der Sprungwert vom Ansteigen auf einen übermäßig hohen Wert gehindert wird, wenn der Abstand zwischen der Reaktionsscheibe 15 und der Endfläche des Scheibenstößels 16a (oder des vorderen Endes des Ventilstößels 16) momentan sofort nach Betriebsbeginn ansteigt, ist die vordere Endfläche des Halters 14 mit einer sich verjüngenden Oberfläche 14a ausgebildet.
Die sich verjüngende Oberfläche 14a erstreckt sich vom Innenumfang zu einer radialen Medianposition auf der vorderen Endfläche, so dass das in Richtung des Innenumfangs positionierte Ende von dem in Richtung des Außenumfangs positionierten Ende nach hinten angeordnet ist. Als Resultat des Ausbildens der sich verjüngenden Oberfläche 14a wird ein Zwischenraum 36 zwischen der sich verjüngenden Oberfläche 14a und der sich gegenüber befindlichen hinteren Endfläche der Reaktionsscheibe 15 erzeugt und erstreckt sich von dem Abstand, der den Plattenstößel 16a von der hinteren Endfläche der Reaktionsscheibe 15 trennt.
Der Zweck des Halters 14 und des Plattenstößels 16a ist die Ermöglichung einer Reihe an einzustellenden Servoverhältnissen ohne Änderung des Ventilkörpers 3 selbst, indem den Haltern und Plattenstößeln ermöglicht wird, verschiedene Proportionen der zu verwendenden responsiven Reaktionsbereiche derselben zu haben. In 1 wird der Halter 14, der an diesem Ende bereitgestellt ist, zur Definierung des Zwischenraums 36 verwendet, der bei einer elastischen Deformation der Reaktionsscheibe 15 dient, während die Reaktion (rückläufige Bewegung) an einer hinter der Reaktionsscheibe 15 befindlichen Stelle ansteigt.
Wenn der Halter 14 mit der sich verjüngenden Oberfläche 14a zur Definierung des Zwischenraums 36 ausgebildet ist, falls der Abstand zwischen der Reaktionsscheibe 15 und der Endfläche des Plattenstößels 16a (oder der Endfläche des Ventilstößels 16) momentan sofort nach Betriebsbeginn ansteigt, erleichtert das Vorhandensein des Zwischenraums 36 eine elastische Deformation der Reaktionsscheibe 15 zum Anstoßen an der Endfläche des Plattenstößels 16a. Auf diese Weise ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Betätigungshub der Eingangswelle im Vergleich zum Betätigungshub der Ausgangswelle 11 zu verringern, wenn der Unterdruckbremskraftverstärker 1 betätigt wird, während gleichzeitig der Anstieg des Sprungwerts auf einen übermäßig hohen Wert verhindert wird.
Betätigung
Durch die beschriebene Anordnung stößt das Schlüsselelement 13 im nicht betriebsbereiten Zustand des Unterdruckbremskraftverstärkers 1 von 1 an der hinteren Wand 2b des Gehäuses 2 an und kommt zum Stillstand und stößt an der abgestuften Endfläche 3a des Ventilkörpers 3 an, wodurch der Ventilkörper 3 und die Ausgangswelle 11 in ihren dargestellten nicht betriebsbereiten Positionen verbleiben. Außerdem stößt das Schlüsselelement 13 am vordere Ende der Nut 18a an, wodurch das röhrenförmige Element 18 und der Vakuumventilsitz 21 in ihren zusammengezogenen Positionen gehalten werden. Außerdem stößt die vordere Endfläche des Eingriffsabschnitts 16 am Schlüsselelement 13 an, wodurch der Ventilstößel 16 und die Eingangwelle 8 ebenfalls in ihren zusammengezogenen Positionen gehalten werden. Der Abstand L wird zwischen dem Schlüsselelement 13 und der hinteren Endfläche des Durchlasses mit variablem Druck 28 gehalten, welcher hinter dem Schlüsselelement 13 positioniert ist.
In diesem nicht betriebsbereiten Zustand wird der Vakuumventilsitz 21 vom ersten Sitz S1 auf dem Ventilelement 24 entfernt, um das Vakuumventil 25 zu öffnen, während der zweite Sitz S2 auf dem Ventilelement 24 auf den Atmosphärenventilsitz 22 gesetzt wird, um das Atmosphärenventil 26 zu schließen. Ein Abstand wird zwischen der Reaktionsscheibe 15 und der Endfläche des Plattenstößels 16a (oder der vorderen Endfläche des Ventilstößels) gehalten.
Wenn ein Bremspedal (nicht abgebildet) in diesem nicht betriebsbereiten Zustand gedrückt wird, werden die Eingangswelle 8 und der Ventilstößel 16 nach vorne angesteuert. Danach wird der auf dem Ventilelement 224 vorliegende erste Sitz S1 auf den Vakuumventilsitz 21 gesetzt, um das Vakuumventil 25 zu schließen, während der Atmosphärenventilsitz 22 vom zweiten Sitz S2 auf dem Ventilelement 24 entfernt wird, um das Atmosphärenventil 26 zu öffnen. Demgemäß wird eine Druckdifferenz zwischen dem negativen Druck in der Kammer mit konstantem Druck A und dem Umgebungsdruck, die in die Kammer mit variablem Druck B eingeführt wird, erzeugt, um den Ventilkörper 3 und die Eingangswelle 8 nach vorne anzusteuern. Das Vorhandensein des Abstands L sofort nach Betriebsbeginn hält den Ventilstößel 16 und die Eingangswelle 8 im Ruhezustand bis der Abstand L beseitigt ist oder bis die hintere Endfläche des Durchgangs mit variablem Druck 28, die sich in Richtung des nach vorne anzusteuernden Ventilkörpers 3 befindet, am Schlüsselelement 13 anstößt. Auf diese Weise wird der Betätigungshub der Eingangswelle 8 auf einen geringeren als den Betätigungshub der Ausgangswelle 11 gehalten. Demgemäß kann, wenn ein beliebiges Achsenspiel mit dem Kolben eines Hauptzylinders (nicht abgebildet) vorhanden ist, der in Eingriff mit der Ausgangswelle 11 ist, ein solches Spiel absorbiert werden.
Wenn die hintere Endfläche des Durchlasses mit variablem Druck 28 am Schlüsselelement 13 anstößt, wird das Schlüsselelement 13 zwischen der hinteren Endfläche des Durchgangs mit variablem Druck 28 und dem vorderen Ende der Nut 18a in dem röhrenförmigen Element 18 gehalten und während ein solcher Zustand beibehalten wird, wird sich das Schlüsselelement 13 von der zusammen mit dem Ventilkörper 3 nach vorne anzusteuernden Wand 2b wegbewegt. Der Ventilstößel 16 und die Eingangswelle 8 werden ebenfalls zusammen mit dem Schlüsselelement 13 nach vorne angesteuert.
Wenn der Unterdruckbremskraftverstärker 1 auf diese Weise betätigt wird, bewirkt die Bremsreaktion, die auf die Ausgangswelle 11 wirkt, dass die Reaktionsscheibe 15 sich nach hinten beult, um an der Endfläche des Plattenstößels 16a (oder der Endfläche des Ventilstößels 16) anzustoßen. Da der Zwischenraum 36 in der vorlie genden Ausführungsform durch die sich verjüngende Oberfläche 14a, die auf dem Halter 14 ausgebildet ist, befestigt ist, wird zu diesem Zeitpunkt dadurch ein Ausbeulen eines hinteren Achsenabschnitts der Reaktionsscheibe 15 in den Zwischenraum 36 erleichtert, um an dem Plattenstößel 16a anzustoßen.
Dieser Zeitpunkt wird durch einen Sprungpunkt J, wie in 2 dargestellt, anzeigt und von diesem Zeitpunkt an wird die Bremsreaktion an ein Bremspedal über den Ventilstößel 16 und die Eingangswelle 8 übertragen.
Auf diese Weise wird in der vorliegenden Ausführungsform der Betätigungshub der Eingangswelle 8 als weniger als der Betätigungshub der Ausgangswelle 11 festgelegt, während gleichzeitig der Anstieg des Sprungwerts auf einen übermäßig hohen Wert verhindert wird, wenn der Abstand zwischen der Reaktionsscheibe und der Endfläche des Plattenstößels 16a (oder das vordere Ende des Ventilstößels 16) momentan sofort nach Betriebsbeginn durch Bereitstellen des Zwischenraums 36 in der oben erwähnten Weise verhindert wird.
Wenn das Bremspedal nach der Betätigung des Unterdruckbremskraftverstärkers nicht mehr gedrückt wird, ermöglichen die Rückstellfeder 12 und die Feder 17 den verschiedenen Elementen die Rückkehr zu ihren nicht betriebsbereiten Positionen, wie abgebildet.
Der Halter 14 ist in der vorliegenden Ausführungsform mit der sich verjüngenden Oberfläche 14a ausgebildet, um den Zwischenraum 36 zu erzeugen, aber die Erfindung ist nicht darauf eingeschränkt, eine Vertiefung kann jedoch in der hinteren Endfläche der Reaktionsscheibe 15 ausgebildet werden, um den Zwischenraum 36 bereitzustellen. Wiederum können eine ähnliche Funktionsweise und ein ähnlicher Effekt wie in der beschriebenen Ausführungsform erzielt werden.
Zweite Ausführungsform
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform wird der Halter 14 in den ringförmigen Vorsprung 3b des Ventilkörpers 3 eingepasst und kann sich nicht bewegen. In der zweiten Ausführungsform wird jedoch ein Halter 114 in einen ringförmigen Vorsprung 103b so verschiebbar eingepasst, dass, wenn ein Ventilmechanismus 107 betrieben wird, ein Zwischenraum angrenzend an eine Reaktionsscheibe 115 und hinter dieser erzeugt wird.
In der zweiten Ausführungsform weist insbesondere der Halter 114 eine Achsengröße auf, die weniger als die Achsengröße des ringförmigen Vorsprungs 103b beträgt und ist verschiebbar in den ringförmigen Vorsprung 103b eingepasst. Dies ermöglicht es dem Halter 114, sich zwischen einer nach vorne weisenden abgestuften Endfläche 103c eines Ventilkörpers 103 und der hinteren Endfläche der Reaktionsscheibe 115 zu bewegen. Der Halter 114 ist mit einem Eingriffsabschnitt 114b ausgebildet, der sich axial nach hinten erstreckt.
Demgegenüber ist der Ventilkörper 103 mit einer Durchgangsöffnung 103d ausgebildet, die sich von einer vorderen abgestuften Endfläche 103c zu einer hinteren abgestuften Endfläche 103a erstreckt, und der Eingriffsabschnitt 114b des Halters 114 erstreckt sich verschiebbar durch die Durchgangsöffnung 103b, so dass deren distales Ende am Schlüsselelement 113 anstößt.
Eine Achsengröße des Halters 114, einschließlich des Eingriffabschnitts 114b, wird als gleich der Achsengröße von der hinteren abgestuften Endfläche 103a zur Endfläche des vorderen ringförmigen Vorsprungs 103b ausgewählt. Wenn das distale Ende des Eingriffsabschnitts 114b am Schlüsselelement 113 anstößt, liegt folglich in dem nicht betriebsbereiten Zustand, wie abgebildet, die vordere Endfläche des Halters 114 auf einer gemeinsamen Ebene wie die vordere Endfläche des ringförmigen Vorsprungs 103b, um an der Reaktionsscheibe 115 anzustoßen. Zu diesen Zeitpunkt wird ein Abstand zwischen der hinteren Endfläche des Halters 114 und der gegenüberliegenden Endfläche 103c gehalten.
In der zweiten Ausführungsform wird die vordere Endfläche des Halters 114 nicht mit einer sich verjüngenden Oberfläche ausgebildet, die in der ersten Ausführungsform bereitgestellt wird, sondern wird nur leicht um den Innenumfang herum abgeschrägt. In anderen Gesichtspunkten ähnelt die Anordnung der ersten Ausführungsform von 1. Demgemäß werden den in der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen, wie zuvor verwendet, bezeichnet, zu denen 100 dazugezählt wird.
Wenn das hintere Ende eines Durchgangs mit variablem Druck 128 am Schlüsselelement 113 von der hinteren Seite anstößt, um dieses von der Wand 102b eines Gehäuses 102 unmittelbar nach Betriebsbeginn eines Unterdruckbremskraftverstärkers 101 wegzubewegen, wird in der zweiten Ausführungsform das Schlüsselelement 113 im Inneren des Eingriffsabschnitts 116c eines Ventilstößels 116 frei bewegbar. Der Halter 114 ist ebenfalls zwischen der Reaktionsscheibe 115 und der abgestuften Endfläche 103c frei bewegbar. Demgemäß wird ein an die Reaktionsscheibe 115 angrenzender und hinter dieser angeordneter Zwischenraum erzeugt, wobei die Reaktionsscheibe eine dem Abstand entsprechende Breite hat, die zwischen der hinteren Endfläche des Halters 114 und der abgestuften Endfläche 103c im dargestellten nicht betriebsbereitem Zustand gehalten wird, was die freie elastische Deformation der Reaktionsscheibe 115 ermöglicht. Dies ermöglicht eine elastische Deformation der Reaktionsscheibe 115 als Antwort auf die Reaktion, die auf die Ausgangswelle 111 wirkt.
Demgemäß ist die zweite Ausführungsform zur Erzielung einer ähnlichen Funktionsweise und eines ähnlichen Effekts, wie in der ersten Ausführungsform erzielt werden, geeignet.

Claims

Unterdruckbremskraftverstärker (1, 101), umfassend einen Ventilkörper (3, 103), der verschiebbar in einem Gehäuse (2, 102) angeordnet ist, einen Kraftkolben (5), der auf dem Ventilkörper angebracht ist, eine Kammer mit konstantem Druck (A) und eine Kammer mit veränderlichem Druck (B), die entlang des Kraftkolbens in dem Gehäuse definiert sind, einen Ventilmechanismus (7, 107), der durch eine Eingangswelle (8) zum Schalten einer Verbindung zwischen der Kammer mit konstantem Druck, der Kammer mit veränderlichem Druck und der Atmosphäre betätigt wird, wobei der Ventilmechanismus einen in dem Ventilkörper ausgebildeten Vakuumventilsitz (21, 121), einen verschiebbar in dem Ventilkörper eingepassten und mit der Eingangswelle verbundenen Ventilstößel (16, 116), einen auf dem Ventilstößel ausgebildeten Atmosphären-Ventilsitz (22, 122) und ein Ventilelement (24, 124) umfasst, das ausgebildet ist, um mit dem Vakuumventilsitz und dem Atmosphärenventilsitz in Eingriff oder außer Eingriff zu gelangen, sowie eine Reaktionsscheibe (15, 115), die zwischen einer Ausgangswelle (11) und einer nach vorne gerichteten Endfläche des Ventilkörpers zur Übertragung einer Bremsreaktion, die auf die Ausgangswelle wirkt, wenn der Ventilmechanismus durch den Ventilstößel zu der Eingangswelle betätigt wird, angeordnet ist; gekennzeichnet durch: ein röhrenförmiges Element (18, 118), das verschiebbar in den Innenumfang des Ventilkörpers eingepasst ist und an dessen hinteren Ende einen Vakuumventilsitz (21, 121) sowie ein Antriebsmittel (12) aufweist, um das röhrenförmige Element gewöhnlicherweise nach hinten zu drücken; ein Schlüsselelement (13, 113), das sich durch einen in dem Ventilkörper ausgebildeten, radial veränderlichen Druckdurchgang (28) und eine in dem röhrenförmigen Element zum Eingriff mit dem Ventilstößel (16, 116) ausgebildete Nut (18a, 118a) erstreckt; worin: das Schlüsselelement an das Gehäuse (2, 102) stößt und der Ventilkörper (3, 103), der Ventilstößel und das röhrenförmige Element an das Schlüsselelement anstoßen, um das Schlüsselelement und das röhrenförmige Element in einem Zustand, in dem der Bremsverstärker nicht in Betrieb ist, in einer unwirksamen Position zu halten; das röhrenförmige Element, der Ventilstößel und die Eingangswelle durch das Schlüsselelement und das Antriebsmittel in einem Anschlag-Zustand gehalten sind, bis der Ventilkörper und die Ausgangswelle durch einen gegebenen Hub vorwärts bewegt werden, so dass ein Betätigungshub der Eingangswelle kleiner ist als ein Betätigungshub der Ausgangswelle zu Beginn der Betätigung des Ventilmechanismus; wodurch ein Raum (36) zwischen einer Endfläche eines hinteren Abschnitts der Reaktionsscheibe und einer Endfläche eines vorderen Abschnitts des Ventilkörpers gebildet ist, der die Ermöglichung einer elastischen Verformung der Reaktionsscheibe in Richtung des Ventilstößels zu Beginn der Betätigung des Ventilmechanismus unterstützt.
Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 1, worin eine nach vorne gerichtete Endfläche des Ventilkörpers mit einer konischen Oberfläche ausgebildet ist, wobei ein Ende in Richtung des Innenumfangs ausgerichtet ist, der von einem Ende der konischen Oberfläche, die sich am Außenumfang befindet, nach hinten ausgerichtet ist, wobei der Raum innerhalb der konischen Oberfläche ausgebildet wird.
Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 1, worin ein ringförmiger Vorsprung (3b) auf einem vorderen Abschnitt des Ventilkörpers ausgebildet ist, weiters umfassend einen Halter (14), der in dem ringförmigen Vorsprung ausgebildet ist und einen Teil des Ventilkörpers bildet, der ermöglicht, dass ein Servoverhältnis verändert werden kann, wobei der Außenumfang eines vorderen Abschnitts des Ventilstößels verschiebbar in dem Halter eingepasst ist und die nach vorne gerichtete Endfläche durch die Endfläche des ringförmigen Vorsprungs und der vorderen Endfläche des Halters definiert wird, wobei die vordere Endfläche des Halters mit einer konischen Oberfläche (14a) in Richtung des Innenumfangs ausgebildet ist, um den Raum an einer Stelle neben der konischen Oberfläche auszubilden.
Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 1, worin ein ringförmiger Vorsprung an einem vorderen Abschnitt des Ventilkörpers ausgebildet ist, wobei die nach vorne gerichtete Endfläche durch eine Endfläche des ringförmigen Vorsprungs definiert ist und ein ringförmiger Halter (114) verschiebbar in dem ringförmigen Vorsprung eingepasst ist, um zwischen der Reaktionsscheibe und einer stufenförmigen Endfläche des Ventilkörpers axial beweglich zu sein, wobei sich der Halter verschiebbar durch den Außenumfang eines Vorderabschnitts des Ventilstößels erstreckt, wobei die Anordnung so erfolgt, dass sich der Halter zu Beginn der Betätigung des Ventilmechanismus in dem ringförmigen Vorsprung nach hinten bewegt, um den Raum an einer Stelle hinter der Reaktionsscheibe auszubilden.
Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 4, worin das Schlüsselelement auch als Beschränkungsmittel dient, das die unwirksame Position des Halters beschränkt.
Unterdruckbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin eine hintere Endfläche des veränderlichen Druckdurchgangs ein Auslösemittel bildet, das jedes der Elemente aus dem Anschlag-Zustand durch das Schlüsselelement und das Antriebsmittel freigibt.