DE69200805T2 - Unterdruckbremskraftverstärker. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft pneumatische Servomotoren und insbesondere Servomotoren des Typs, der zum Bereitstellen einer Unterstützung zum Bremsen von Kraftfahrzeugen verwendet wird.
• Servomotoren dieses Typs weisen in herkömmlicher Weise einen Kolben auf, der einen rohrförmigen hinteren Teil sowie eine Schürze aufweist und der mit Hilfe einer Abrollmembran eine permanent mit einer Unterdruckquelle verbundene vordere Kammer und eine hintere Kammer abgrenzt, die wahlweise mit der vorderen Kammer oder der Atmosphäre über ein Ventilmittel verbunden ist, das von einer Steuerstange betätigt wird, die in der Lage ist, sich über einen in der Bohrung des Kolbens gleitenden Tauchkolben an einer der Seiten einer fest mit einer Schubstange verbundenen Reaktionsscheibe abzustützen, wobei das Ventilmittel ein Ventilelement aufweist, das mit einem auf dem Tauchkolben gebildeten ersten Ventilsitz und einem auf dem Kolben gebildeten zweiten Ventilsitz zusammenwirkt, sowie mit einem Rückhalteorgan für den Tauchkolben, das in einer radialen Aufnahme des Kolbens angeordnet ist und einen inneren Endbereich aufweist, der sich in die Bohrung des Kolbens erstreckt und eine Anschlagfläche bildet, die in einem axialen Anschlag mit einer Schulter des Tauchkolbens zusammenwirkt; siehe zum Beispiel das Dokument EP-A-0 218 510.
• Obwohl solche Servomotoren einen zufriedenstellenden Betrieb besitzen, weisen sie dennoch einige Nachteile auf. So ist bei einer Bremsung der der Atmosphärenluft zur hinteren Kammer angebotene Durchgang klein, was die Bewegung der Luft in Richtung der hinteren Kammer abbremst und die Ansprechzeit des Servomotors erhöht. Es wurden verschiedene Kompromisse vorgeschlagen, damit diese Ansprechzeit bei Bremsungen, die "normal" genannt werden und bei denen nur eine Verlangsamung des Fahrzeugs gewünscht wird, akzeptabel ist. Bei abrupten Bremsungen, bei denen ein schnelles Eingreifen der Steuerung gewünscht wird, ist diese Ansprechzeit jedoch immer noch viel zu lang.
• Die vorliegende Erfindung hat folglich einen Servomotor zum Ziel, dessen Ansprechzeit bei einer abrupten Bremsung so gering wie möglich ist. Zu diesem Zweck hat die Erfindung einen Servomotor zum Ziel, bei welchem im Falle einer abrupten Bremsung zusätzliche Luftdurchgänge zwischen der Atmosphäre und der hinteren Kammer geöffnet werden.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Rückhalteorgan permanent von einem Federmittel nach hinten beaufschlagt, um ein zweites Ventilmittel in der Schließrichtung zu beaufschlagen.
• Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der sich auf die Zeichnungen beziehenden, nachfolgenden Beschreibung einer beispielhaft gegebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesen Zeichnungen zeigt:
• - die einzige Figur einen Längsschnitt durch den Mittelabschnitt eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgeführten, pneumatischen Bremsunterstützungs- Servomotors.
• In der Figur ist ein Teil eines Bremsunterstützungs-Servomotors dargestellt, der dafür vorgesehen ist, in herkömmlicher Weise zwischen dem Bremspedal eines Fahrzeugs und dem den hydraulischen Bremskreis dieses Fahrzeugs steuernden Hauptzylinder eingesetzt zu werden. Es ist Konvention, den zum Hauptzylinder gerichteten Teil des Servomotors mit vorne und den zum Bremspedal gerichteten Teil des Servomotors mit hinten zu bezeichnen.
• Der in der Figur dargestellte Servomotor weist ein schalenformiges Außengehäuse 10 auf, welches zur Achse X-X' rotationssymmetrisch ist. Von diesem Gehäuse 10 ist in der Figur nur der hintere Mittelabschnitt dargestellt.
• Im Inneren des von dem Gehäuse 10 bestimmten Hohlraumes grenzt eine nachgiebige Abrollmembran 12 aus einem Elastomer, die in ihrem mittleren Abschnitt von einer auch Schürze genannten metallischen Trägerscheibe 14 verstärkt ist, eine vordere Kammer 16 und eine hintere Kammer 18 ab. Der (nicht dargestellte) Außenumfangsrand der Membran 12 ist in dichter Weise am Außengehäuse 10 befestigt. Der Innenumfangsrand dieser Membran endet in einem Wulst, der in dichter Weise in einer ringförmigen Nut aufgenommen ist, die auf der Außenumfangsfläche eines hohlen Unterstützungskolbens 20 gebildet ist, der entlang der Achse X-X' des Servomotors angeordnet ist. Dieser hohle Kolben 20 ist nach hinten in Form eines rohrförmigen Abschnittes 22 verlängert, welcher in dichter Weise durch die hintere Wand des Gehäuses 10 geführt ist. Die Dichtigkeit dieser Durchführung ist von einer verstärkten, ringförmigen Dichtung 24 gewährleistet, welche mittels eines Ringes 26 in einem rohrförmigen Mittelabschnitt befestigt ist, der die hintere Wand des Gehäuses 10 nach hinten verlängert.
• Eine zwischen den Kolben 20 und die (nicht dargestellte) vordere Wand des Außengehäuses 10 eingesetzte Druckfeder 28 hält normalerweise den Kolben 20 und die Schürze 14 in einer in der Figur dargestellten, hinteren Ruhestellung, in welcher die hintere Kammer 18 ihr minimales Volumen und die vordere Kammer 16 ihr maximales Volumen aufweisen.
• In seinem Mittelabschnitt, der zwischen dein rohrförmigen hinteren Teil 22 und dem vorderen Teil liegt, an welchem die Membran 12 und die Schürze 14 befestigt sind, weist der Kolben 20 eine Bohrung 30 auf, in welcher in gleitender Weise ein Tauchkolben 32 aufgenommen ist, der ebenfalls eine Rotationssymmetrie zur Achse X-X' aufweist. In dem Tauchkolben 32 ist das vordere Ende einer Steuerstange 34 des Servomotors, die ebenfalls entlang der Achse X-X' angeordnet ist, nach Art eines Kugelgelenks angebracht. Das (nicht dargestellte) hintere Ende dieser Stange 34, welches aus dem rohrförmigen Abschnitt 22 des Kolbens 10 nach außen hervorsteht, wird direkt vom (nicht dargestellten) Fahrzeugbremspedal gesteuert.
• Der zwischen der Steuerstange 34 und dem rohrförmigen Abschnitt des Kolbens 20 abgegrenzte, ringförmige Raum 36 ist im hinteren Bereich des Servomotors mit der Außenatmosphäre verbunden, z.B. mittels eines Luftfilters 37. Nach vorne kann dieser ringförmige Raum mit der hinteren Kammer 18 über einen in dem Mittelabschnitt des Kolbens gebildeten, radialen Durchgang 38 in Verbindung stehen, wenn von dem Tauchkolben 32 gesteuerte Unterstützungsmittel betätigt sind.
• Diese Unterstützungsmittel weisen in herkömmlicher Weise ein Dreiwegeventil auf, welches ein in dem rohrförmigen Abschnitt des Kolbens angebrachtes, ringförmiges Ventilelement 40 sowie zwei ringförmige Ventilsitze 20a und 32a aufweist, die auf dem Mittelabschnitt des Kolbens 20 bzw. auf dem Tauchkolben 32 gebildet sind.
• Das Ventilelement 40 bildet das vordere Ende mit dem kleinsten Durchmesser einer nachgiebigen Hülse aus einem Elastomer, deren hinteres Ende in einem Wulst endet, der in dichter Weise im Inneren des rohrförmigen Abschnittes 22 des Kolbens 20 angebracht ist. Dieser Wulst wird an seinem Ort von einer metallischen Kapsel 42 gehalten, an welcher sich eine Druckfeder 44 abstützt, die das Ventilelement 40 nach vorne zu verstellen sucht.
• Der ringförmige Ventilsitz 32a ist auf der hinteren Endfläche des Tauchkolbens 32 gebildet. Der ringförmige Ventilsitz 20a ist in vergleichbarer Weise auf der hinteren Endfläche des Mittelabschnittes des Kolbens 20 um den Ventilsitz 32a herum gebildet. Abhängig von der Position des Tauchkolbens 32 im Inneren des Kolbens 20 ermöglicht diese Anordnung dem Ventilelement 40, unter der Wirkung der Feder 44 in dichter Weise an wenigstens einem der Ventilsitze 32a und 20a konstant anzuliegen.
• Im Mittelabschnitt des Kolbens 20 ist ungefähr parallel zu seiner Achse X-X' ein zweiter Durchgang 46 gebildet, um die vordere Kammer 16 des Servomotors mit einer im Inneren des rohrförmigen Abschnitts 22 des Kolbens 20 um das Ventilelement 40 herum gebildeten, ringförmigen Kammer 48 zu verbinden. Wenn der Tauchkolben 32 seine in der Figur dargestellte hintere Ruhestellung einnimmt, in welcher das Ventilelement 40 in dichter Weise an dem Sitz 32a des Tauchkolbens 32 anliegt und von dem Sitz 20a des Kolbens 20 beabstandet ist, stehen folglich die vordere Kammer 16 und die hintere Kammer 18 des Servomotors miteinander über den Durchgang 46, die ringförmige Kammer 48 und den Durchgang 38 in Verbindung.
• In ebenfalls herkömmlicher Weise ist in einer radialen Aufnahme des Mittelabschnittes des Kolbens 20 ein auch Sperriegel genanntes Rückhalteorgan 50 angebracht, welches den axialen Weg des Tauchkolbens 32 im Inneren des Kolbens 20 nach hinten begrenzt. Der Tauchkolben 32 wird normalerweise in seiner hinteren, vom Organ 50 bestimmten Ruheposition mittels einer Druckfeder 52 gehalten, die zwischen die Kapsel 42 und eine Scheibe 54 eingesetzt ist, die sich wiederum an einem auf der Steuerstange 34 gebildeten Absatz abstützt.
• In seinem Mittelabschnitt weist der Kolben 20 eine ringförmige Vorderseite 20b auf, in deren Mitte die Bohrung 30 mündet. Diese ringförmige Vorderseite 20b des Kolbens 20 wirkt auf eine hintere Seite einer Schubstange 56 über eine Reaktionsscheibe 58 aus einem verformbaren Material ein, z.B. aus einem Elastomer. Genauer gesagt sind die Schubstange 56 und die Reaktionsscheibe 58 entlang der Achse X-X' des Servomotors in der Verlängerung der Steuerstange 34 und des Tauchkolbens 32 angeordnet. Die Reaktionsscheibe 58 ist von einer Kappe 60 umgeben, die fest mit der Schubstange 56 verbunden und zur Achse X-X' des Servomotors zentrisch ist und die mit einer ringförmigen Nut zusammenwirkt, die auf dem Mittelabschnitt des Kolbens 20 um die ringförmige Vorderseite 20b des Kolbens herum gebildet ist.
• Die Arbeitsweise dieses bekannten Servomotors ist eine herkömmliche und kann wie folgt zusammengefaßt werden.
• Wenn der Servomotor in ein Fahrzeug eingebaut ist, steht die vordere Kammer 16 permanent mit einer Unterdruckquelle in Verbindung.
• Eine von dem Fahrer auf das Bremspedal aufgebrachte Kraft hat zuerst zur Folge, daß die Vorspannkraft der Feder 52, vermindert um die Vorspannkraft der Feder 44, ausgeglichen wird. Im Verlauf der nachfolgenden, geringfügigen Verstellung der Steuerstange 34 und des Tauchkolbens 32 folgt das Ventilelement 40 unter der Wirkung der Feder 44 dem Sitz 32a des Tauchkolbens, bis es mit dem Sitz 20a des Kolbens in Berührung tritt; nun sind die vordere Kammer 16 und die hintere Kammer 18 des Servomotors voneinander isoliert.
• In einer zweiten Phase der Bremsbetätigung ist der Tauchkolben 32 ausreichend nach vorne verstellt, damit das Ventilelement 40 den Ventilsitz 20a des Kolbens in dichter Weise berührt, und es beginnt, sich vom Sitz 32a des Tauchkolbens zu entfernen. In diesem Zustand ist die hintere Kammer 18 des Servomotors von der vorderen Kammer 16 isoliert, und sie gelangt mit der Atmosphäre in Verbindung.
• Die hintere Kammer 18, die vorher mit der vorderen Kammer 16 in Verbindung stand und sich daher auf einem verminderten Druck befindet, saugt nun über den Ventildurchgang mit geringem Querschnitt zwischen dem Ventilelement 40 und dem Tauchkolbensitz 32a unter Atmosphärendruck stehende Luft an.
• Aufgrund des geringen Zwischenraumes im Ventildurchgang 32a- 40 ergibt sich somit eine wesentliche Behinderung des Durchganges der Luft und damit eine große Ansprechzeit, die bei einer Bremsung, bei der nur eine Verlangsamung des Fahrzeugs gewünscht wird, weniger wichtig ist, die jedoch dann, wenn eine abrupte oder starke Bremsung gewünscht wird, behindernd wirken kann.
• Man sieht somit, daß es sehr wünschenswert ist, einen Servomotor zu schaffen, bei dem bei einer einer abrupten oder starken Bremsung entsprechenden Einwirkung auf die Steuerstange 34 der Querschnitt für den Durchgang der Luft so groß wie möglich ist, damit die Ansprechzeit so gering wie möglich ist.
• Dieses Ziel wird mit der Erfindung erreicht, von der ein Ausführungsbeispiel in der Figur dargestellt ist.
• Man sieht in der Figur, daß in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in der Dicke des rohrförmigen hinteren Abschnittes 22 des Kolbens 20 ein axialer Durchgang 62 ausgebildet ist. Dieser axiale Durchgang verbindet den im Mittelabschnitt des Kolbens gebildeten, radialen Durchgang 38 mit unter Atmosphärendruck stehender Luft aus dem hinteren Abschnitt des Servomotors oder von dem Luftfilter 37. Dieser axiale Durchgang 62 kann, wie dargestellt, einen Abschnitt seiner Länge haben, der zwischen dem rohrförmigen hinteren Abschnitt 22 des Kolbens 20 und der Kapsel 42 gebildet ist, die sich nach hinten fortsetzt und bezüglich des Kolbens 20 feststehend ist.
• Damit der Servomotor der Erfindung in der Ruhestellung und bei einer normalen Bremsung einen herkömmlichen Betrieb aufweist, ist der Durchgang 62 von einem Ventilelement 64 verschlossen. In aufgrund der Erfindung besonders vorteilhafter Weise ist das Ventilelement 64 direkt auf dem Rückhalteorgan oder Sperriegel 50 gebildet und dient dazu, die Ruhestellung des Tauchkolbens 32 bezüglich des Kolbens 20 zu bestimmen.
• Um diese Funktion auszuführen, ist der Sperriegel 50 in der Schließrichtung des Ventilelementes 64 nach hinten von einem Federmittel 66 beaufschlagt, z.B. von einer Blattfeder oder einer Belleville-Scheibe. Vorteilhafterweise können der Sperriegel 50 zusammen mit dem Ventilelement 64 und die Feder 66 in dem im Mittelabschnitt des Kolbens gebildeten, radialen Durchgang 38 angeordnet sein, was bedeutet, daß die radiale Aufnahme des Rückhalteorgans 50 mit dem radialen Durchgang 38 zusammenfällt. Auf diese Weise stützt sich die Feder 66 an der vorderen Wand des Durchganges 38 ab, und sie drückt das Ventilelement 64 gegen die hintere Wand des Durchganges 38 an der Stelle, an welcher der axiale Durchgang 62 mündet.
• Damit auch der Sperriegel 50 seine Funktion zum Bestimmen der Ruhestellung des von der Feder 52 nach hinten beaufschlagten Tauchkolbens 32 ausführen kann, ist am radial am weitesten außen liegenden Ende des Sperriegels 50 oder am äußeren Endbereich 68 des Sperriegels 50 ein axialer Halt dieses Endes 68 mittels des umgebogenen Endes eines Stabes 70 vorgesehen, der üblicherweise als radialer Halt für den Sperriegel 50 verwendet wird. Man kann z.B. in dem umgebogenen Ende des Stabes 70 einen Einschnitt vorsehen, der mit dem Ende 68 des Riegels 50 zusammenwirkt. Auf diese Weise werden der Sperrriegel 50, der von seinem mit dem Tauchkolben 32 zusammenwirkenden Ende oder Innenendbereich 72 des Sperriegels 50 nach hinten beaufschlagt ist, und sein axial von dem Stab 70 festgelegtes Ende 68 das Ventilelement 64 an die hintere Wand des Durchganges 68 anlegen.
• Die Arbeitsweise des oben beschriebenen Servomotors ergibt sich in leichter Weise aus den vorangegangenen Erklärungen.
• In der in der Figur dargestellten Ruhestellung, also in der Stellung, in welcher der Servomotor nicht betätigt ist und sich die vordere Kammer 16 und die hintere Kammer 18 auf einem verminderten Druck befinden, befindet sich der Kolben 20 sowie die mit ihm verbundene Schürze 14 und die Abrollmembran 12 in der hinteren Ruhestellung in Anlage an der verstärkten, ringförmigen Dichtung 24 und dem Ring 26 über eine entsprechende Schulter.
• Die Steuerstange 34 und der Tauchkolben 32 werden von der Feder 52 nach hinten beaufschlagt, wobei der Tauchkolben 32 am Rückhalteorgan 50 mittels einer Schulter 74 anliegt, die nach hinten gerichtet ist und an dem inneren Endbereich 72 des Sperriegels 50 anliegt.
• Die erste Betätigungsphase, in deren Verlauf die vordere Kammer 16 von der hinteren Kammer 18 isoliert wird, ist mit der oben für einen herkömmlichen Servomotor beschriebenen Phase identisch. Die Schulter 74 des Tauchkolbens 32 löst sich zwar von dem Ende 72 des Riegels 50, jedoch verbleibt das Ventilelement 64 unter der Wirkung der Feder 66 auf seinem Sitz 78.
• In der zweiten Phase einer normalen Bremsbetätigung wird die hintere Kammer 18 des Servomotors über den radialen Durchgang 38, den ringförmigen Raum um den Tauchkolben 32 in der Bohrung 30 und über den Ventildurchgang 32a-40 mit der Atmosphäre verbunden. Daraus ergibt sich ein Ungleichgewicht zwischen den Drücken auf den beiden Seiten der Schürze 14 des Kolbens, was eine von dem Kolben 20 zur Schubstange 56 übertragenen Unterstützungskraft hervorruft. Genauer gesagt wird diese Unterstützungskraft von der ringförmigen vorderen Seite 20b des Kolbens 20 auf die Reaktionsscheibe 58 übertragen. Diese überträgt einen Teil der Unterstützungskraft zur Schubstange 56 und verwendet einen anderen Teil dieser Kraft dazu, sich nach hinten in den sich zwischen der Bohrung 30 und der vorderen Seite des Tauchkolbens 32 befindenden Raum hinein zu verformen. Diese Verformung erfolgt, bis der verformte Teil der Reaktionsscheibe 58 mit der vorderen Seite des Tauchkolbens 32 in Berührung tritt. Im Verlauf dieser Phase, die dem sogenannten Sprung des Servomotors entspricht, verstellen sich der Kolben 20 und der Tauchkolben 32 gemeinsam nach vorne. Am Ende dieser Phase beginnt, eine Reaktion auf den Tauchkolben 32 und die Schubstange 34 zu entstehen, welche eine Rückstellung des Tauchkolbens 32 bezüglich des Kolbens 20 bewirkt und damit das Schließen des Ventildurchganges 32a-40 hervorruft.
• Man sieht somit, daß sich der Servomotor der Erfindung bei einer normalen Bremsung in herkömmlicher Weise verhält.
• Bei einer Phase einer abrupten Bremsbetätigung dagegen wird auf die Steuerstange 34 eine plötzliche Kraft ausgeübt. Daraus erfolgt eine sehr schnelle Verstellung des Kolbens 32 in der Bohrung 30 nach vorne. Die erste Phase der Isolierung der vorderen von der hinteren Kammer läuft in herkömmlicher Weise ab. Dann öffnet sich der Ventildurchgang 32a-40, und er ermöglicht unter Atmosphärendruck stehender Luft, über den ringförmigen Raum um den Tauchkolben 32 in der Bohrung 30 und den Durchgang 38 in die hintere Kammer 18 einzudringen. Damit erhöht sich der Druck in der hinteren Kammer, der eine Unterstützungskraft auf den Kolben 20 erzeugt. Aufgrund der Plötzlichkeit der Betätigung verstellt sich jedoch der Tauchkolben 32 während der Druckerhöhung in der hinteren Kammer und der Erhöhung der Unterstützungskraft im Kolben 20 weiter nach vorne, als dies bei einer normalen Betätigung der Fall ist. Daraus folgt, daß der Ventildurchgang 32a-40 weiter geöffnet wird, also daß er für den Durchgang der Luft einen größeren Querschnitt als bei einer normalen Bremsung anbietet; dieser Querschnitt wird jedoch immer noch als unzureichend betrachtet.
• Gemäß der Erfindung wird der unter Atmosphärendruck stehenden Luft ein zweiter Durchgang angeboten, um zur hinteren Kammer 18 zu gelangen. Wenn der Tauchkolben 32 nämlich um einen größeren Betrag als bei einer normalen Bremsung in den Kolben 20 eingedrungen ist, wird er eine nach vorne gerichtete zweite Schulter 76 gegen den inneren Endbereich 72 des Sperriegels 50 drücken.
• In dem nachfolgenden Abschnitt dieser Bewegung verstellt die Schulter 76 des Tauchkolbens 32 den inneren Endbereich 72 des Sperriegels 50 nach vorne, der keine andere Bewegung als eine Schwenkbewegung um eine Achse Z ausführen kann, die senkrecht zur Gleitrichtung des Tauchkolbens 32 in der Bohrung 30 des Kolbens 20 ist, also senkrecht zur Achse X-X'. Diese Achse Z ist von dem Befestigungspunkt des Endes 68 des Riegels 50 an dem Stab 70 verkörpert, der wiederum fest mit dem Kolben 20 verbunden ist. Diese Schwenkbewegung oder Rotationsbewegung läuft entgegen der Wirkung der Feder 66 ab.
• Bei dieser Rotationsbewegung des Sperriegels 50 und genauer gesagt bei der Rotationsbewegung seines inneren Endbereiches 72 nach vorne bei einer Drehbewegung um die Achse Z wird das Ventilelement 64 von seinem Sitz 78 abgehoben, der von der hinteren Seite des radialen Durchganges 38 gebildet ist, die um den axialen Durchgang 62 herum angeordnet ist, wodurch ein zweites Ventilmittel für unter Atmosphärendruck stehende Luft zur hinteren Kammer 18 geöffnet wird.
• Man sieht also, daß in dieser Situation einer abrupten Bremsung der hinteren Kammer des Servomotors unter Atmosphärendruck stehende Luft über den Ventildurchgang 32a-40, den ringförmigen Raum um den Tauchkolben 32 herum in der Bohrung 30 und den radialen Durchgang 38 sowie außerdem über den axialen Durchgang 62, den Ventildurchgang 64-78 und den radialen Durchgang 38 zugeführt wird. Man sieht somit, daß in diesem Falle einer extremen Bremsung der radiale Durchgang 38 über zwei Quellen mit der Atmosphäre verbunden ist: Den Ventildurchgang 32a-40 und den Ventildurchgang 64-78. Daraus ergibt sich offensichtlich ein sehr viel größerer Luftstrom zur hinteren Kammer und damit ein sehr schneller Anstieg der Unterstützungskraft und somit eine Verminderung der Ansprechzeit, was das gewünschte Ziel darstellt.
• Während dieser Phase einer starken Betätigung ist die Reaktionsscheibe 58 ebenfalls von der vorderen Seite 20b des Kolbens beaufschlagt. Im Verlauf ihrer Verformung nach hinten trifft sie jedoch sehr schnell auf die vordere Seite des Tauchkolbens, der ausreichend nach vorne verstellt wurde, um den Ventildurchgang 64-78 zu öffnen.
• Somit wird die Reaktion der Schubstange 56 sehr schnell auf die Steuerstange 34 übertragen. Wenn der Fahrer die maximale Bremskraft oder die gewünschte Wirkung erreicht hat, was er am "Druckgefühl" des Bremspedals spürt, hält er seine Bremskraft konstant, oder er vermindert sie, was auf die Steuerstange übertragen wird. Die Reaktionsscheibe 58 sucht nun, für die gewünschte Kraft wieder eine Gleichgewichtsposition einzunehmen. Da die ringförmige vordere Seite 20a des Kolbens 20 weiterhin die gleiche Kraft bereitstellt, weil sich die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Schürze 14 nicht verändert hat, sucht die Reaktionsscheibe 58, sich zuerst nach hinten zu verformen, wodurch sie den Tauchkolben 32 bezüglich des Kolbens 20 zurückdrückt.
• Bei dieser Bewegung wird die Schulter 76 des Tauchkolbens 32 den inneren Endbereich 72 des Sperriegels 50 unter der Wirkung der Feder 66 nach hinten zurückweichen lassen. Somit wird der zusätzliche Durchgang 62 erneut verschlossen, und der Servomotor kehrt zu einer herkömmlichen Arbeitsweise zurück.
• Die Positionen des Tauchkolbens 32 und des Kolbens 20 relativ zueinander in der Ruhestellung sind dadurch bestimmt, daß der Sperriegel 50 an der Schulter 74 in Anlage gelangt. Die Positionen des Tauchkolbens 32 und des Kolbens 20 relativ zueinander hinsichtlich des Öffnens des durch das Ventilelement 64 und den Ventilsitz 78 gebildeten zweiten Ventilmittels sind dadurch bestimmt, daß der Sperriegel 50 an der Schulter 76 in Anlage gerät. Damit ist offensichtlich, daß der axiale Abstand D zwischen den Schultern 74 und 76 des Tauchkolbens 32 den Weg des Tauchkolbens 32 im Kolben 20 bestimmt, entlang dem die Arbeitsweise des Servomotors eine herkömmliche ist und nach welchem die Arbeitsweise des Servomotors sich gemäß der vorliegenden Erfindung verändert, um in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit oder der Art der Einwirkung des Fahrzeugführers auf die Steuerstange 34 eine kürzere Ansprechzeit zu erhalten.
• Somit kann man diesen Abstand D in Abhängigkeit von den Merkmalen wählen, mit denen man einen gegebenen Servomotor versehen möchte.
• Man sieht, daß ein Servomotor geschaffen ist, dessen Arbeitsweise bei normalen Verwendungsbedingungen eine herkömmliche ist und bei dem bei starken Bremsungen zusätzliche Luftdurchgänge geöffnet werden, um bei diesen Extrembedingungen die Ansprechzeit des Servomotors zu vermindern.
• Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beispielhaft beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es können an ihr zahlreiche, sich dem Fachmann ergebende Modifikationen ausgeführt werden. So können z.B. auf dem Umfang des rohrförmigen hinteren Abschnitts des Kolbens mehrere zusätzliche Luftdurchgänge verteilt sein.
• Die Erfindung kann andererseits auch bei Tandem-Servomotoren oder bei Servomotoren mit einer zusätzlichen Unterstützungskammer angewendet werden. Man kann auch die Ansprechzeit des Servomotors bei starken Bremsungen dadurch weiter vermindern, daß das hintere Ende des axialen Durchganges 62 mit einer Quelle für Luft verbunden wird, die unter einem höheren Druck als dem Atmosphärendruck steht. Bei normalen Bremsungen, bei denen nur der Durchgang 32a-40 zur hinteren Kammer geöffnet wird, wird diese somit in herkömmlicher Weise mit unter Atmosphärendruck stehender Luft versorgt. Bei abrupten Bremsungen dagegen, wo zusätzlich ein Durchgang oder mehrere Durchgänge 62 geöffnet werden, wird die hintere Kammer auch mit Luft versorgt, die unter einem höheren Druck als dem Atmosphärendruck steht, woraus sich ein schnelleres Füllen dieser Kammer und damit eine entsprechende Verminderung der Ansprechzeit ergibt.

Claims (10)

1. Pneumatischer Bremsunterstützungs-Servomotor mit einem Gehäuse (10), in dessen Inneren sich ein Kolben (20) befindet, der aus einem rohrförmigen hinteren Teil (22) gebildet ist, das eine Schürze (14) trägt und mit Hilfe einer Abrollmembran (12) eine permanent mit einer Unterdruckquelle verbundene vordere Kammer (16) und eine hintere Kammer (18) abgrenzt, die wahlweise mit der vorderen Kammer (16) oder mit der Atmosphäre über ein Ventilmittel (20a, 32a, 40) verbunden ist, das von einer Steuerstange (34) betätigt wird, die in der Lage ist, sich über einen in einem Bohrung (30) des Kolbens (20) gleitenden Tauchkolben (32) an einer der Seiten einer fest mit einer Schubstange (56) verbundenen Reaktionsscheibe (58) abzustützen, wobei das Ventilmittel (20a, 32a, 40) ein Ventilelement (40) aufweist, das mit einem auf dem Tauchkolben (32) gebildeten ersten Ventilsitz (32a) und einem auf dem Kolben (20) gebildeten zweiten Ventilsitz (20a) zusammenwirkt, sowie mit einem Rückhalteorgan (50) für den Tauchkolben (32), das in einer radialen Aufnahme (38) des Kolbens (20) angeordnet ist und einen innere Endbereich (72) aufweist, der sich in die Bohrung (30) des Kolbens (20) erstreckt und eine Anschlagfläche bildet, die in einem axialen Anschlag mit einer Schulter (74) des Tauchkolbens (32) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagorgan (50) permanent von einem Federmittel (66) nach hinten beaufschlagt ist, um ein zweites Ventilmittel (64, 78) in der Schließrichtung zu beaufschlagen.

2. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilmittel (64, 78) ein Ventilelement (64) aufweist, das mit einem auf dem Kolben (20) gebildeten dritten Ventilsitz (78) zusammenwirkt.

3. Servomotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (64) auf dem Anschlagorgan (50) gebildet ist.

4. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilmittel (64, 78) in der Öffnungsrichtung dadurch beaufschlagt ist, daß der innere Endbereich (72) des Anschlagorgans (50) an einer zweiten Schulter (76) des Tauchkolbens (32) in Anlage gerät.

5. Servomotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilmittel (64, 78) in seiner geöffneten Stellung die Verbindung zwischen der hinteren Kammer (18) des Servomotors und der Atmosphäre ermöglicht.

6. Servomotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen des zweiten Ventilmittels (64, 78) von dem axialen Abstand (D) zwischen der Schulter (74) des Tauchkolbens (32) und der zweiten Schulter (76) des Tauchkolbens (32) bestimmt ist.

7. Servomotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen des zweiten Ventilmittels (64, 78) dann erhalten wird, wenn der Tauchkolben (32) bezüglich des Kolbens (20) einen Weg zurückgelegt hat, dessen Länge größer als der axiale Abstand (D) zwischen der Schulter (74) des Tauchkolbens (32) und der zweiten Schulter (76) des Tauchkolbens (32) ist.

8. Servomotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen des zweiten Ventilmittels (64, 78) durch ein Schwenken des Rückhalteorgans (50) um eine zur Gleitrichtung (X-X') des Tauchkolbens (32) im Kolben (20) senkrechte Achse (Z) erhalten wird.

9. Servomotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (Z) des Rückhalteorgans (50) durch einen Verankerungspunkt des äußeren Endbereichs (68) des Anschlagorgans (50) an einem fest mit dem Kolben (20) verbundenen Teil (70) gebildet ist.

10. Servomotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg zum Erhalten des Öffnens des zweiten Ventilmittels (64, 78) vom Tauchkolben (32) bei einer einem abrupten Bremsen entsprechenden Einwirkung auf die Steuerstange (34) zurückgelegt wird.