DE20000647U1 - Vacuum brake booster - Google Patents
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Description
FTE automotive GmbH · ;·; ; I *: Il \ 315/127FTE automotive GmbH · ;·; ; I*: Il\ 315/127
BeschreibungDescription
Die Erfindung bezieht sich auf einen Unterdruck-Bremskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen ansprechweglosen Unterdruck-Bremskraftverstärker mit außen gesteuertem Ventilsitz für eine Hilfskraft-Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug, wie er beispielsweise aus der DE 34 24 410 C2 bekannt ist.The invention relates to a vacuum brake booster according to the preamble of claim 1. In particular, the invention relates to a zero-response vacuum brake booster with an externally controlled valve seat for an auxiliary braking system in a motor vehicle, as is known for example from DE 34 24 410 C2.
Bei einer Hilfskraft-Bremsanlage geht die zur Erzeugung der Bremskraft benötigte Energie von mindestens einer Energieversorgungseinrichtung und der physischen Kraft des Fahrers aus. Der zwischen Bremspedal und Hauptzylinder der Hilfskraft-Bremsanlage geschaltete Unterdruck-Bremskraftverstärker dient zur Umsetzung dieser Energie. Er weist einen an den Hauptzylinder angeschlossenen Arbeitskolben auf, welcher ein Gehäuse in eine Arbeitskammer und eine Unterdruckkammer unterteilt, von denen letztere an eine Unterdruckquelle (Saugrohr eines Ottomotors bzw. Vakuumpumpe bei einem Dieselmotor) angeschlossen ist. Der Unterdruck-Bremskraftverstärker hat weiterhin einen an das Bremspedal angeschlossenen Steuerkolben, der zur Ansteuerung einer Ventilanordnung dient, welche je nach Betriebszustand des Unterdruck-BremskraftverstärkersIn an auxiliary braking system, the energy required to generate the braking force comes from at least one energy supply device and the physical strength of the driver. The vacuum brake booster connected between the brake pedal and the master cylinder of the auxiliary braking system is used to convert this energy. It has a working piston connected to the master cylinder, which divides a housing into a working chamber and a vacuum chamber, the latter of which is connected to a vacuum source (intake manifold of a gasoline engine or vacuum pump in a diesel engine). The vacuum brake booster also has a control piston connected to the brake pedal, which is used to control a valve arrangement which, depending on the operating state of the vacuum brake booster,
die Arbeitskammer über einen von der Arbeitskammer zur Ventilanordnung verlaufenden äußeren Ringkanal sowie einen von der Ventilanordnung zur Unterdruckkammer verlaufenden inneren Ringkanal mit der Unterdruckkammer verbindet,connects the working chamber to the vacuum chamber via an outer ring channel running from the working chamber to the valve arrangement and an inner ring channel running from the valve arrangement to the vacuum chamber,
die Arbeitskammer über den von der Arbeitskammer zur Ventilanordnung verlaufenden äußeren Ringkanal sowie einen von der Ventilanordnung zur Umgebung verlaufenden weiteren Ringkanal mit der Umgebung verbindet oderconnects the working chamber to the environment via the outer ring channel running from the working chamber to the valve arrangement and a further ring channel running from the valve arrangement to the environment, or
die Arbeitskammer, die Unterdruckkammer und die Umgebung voneinander trennt.separates the working chamber, the vacuum chamber and the environment.
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In der unangesteuerten Betriebsstellung des ansprechweglosen Unterdruck-Bremskraftverstärkers trennt die Ventilanordnung die Arbeitskammer, die mit einem Unterdruck beaufschlagte Unterdruckkammer und die Umgebung voneinander. Beim Niederdrücken des Bremspedals wird die Arbeitskammer mittels der über den Steuerkolben angesteuerten Ventilanordnung über den äußeren sowie den weiteren Ringkanal mit der Umgebung verbunden, so daß Luft von atmosphärischem Druck in die Arbeitskammer einströmt und sich dort ein Mischdruck einstellt. Die über das Bremspedal, den Steuer- und den Arbeitskolben auf den Hauptzylinder aufgebrachte Kraft verstärkt sich dabei um den durch den Druckunterschied in den Kammern entstehenden Kraftanteil. Beim Zurücknehmen des Bremspedals und somit des Steuerkolbens verbindet die Ventilanordnung die Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer, wobei die Luft aus der Arbeitskammer über den äußeren sowie den inneren Ringkanal abgesaugt wird und der Arbeitskolben unter Abbau des Bremsdrucks im Hauptzylinder in seine Ausgangsstellung zurückläuft.In the uncontrolled operating position of the travelless vacuum brake booster, the valve arrangement separates the working chamber, the vacuum chamber pressurized with vacuum, and the environment from one another. When the brake pedal is depressed, the working chamber is connected to the environment via the outer and further ring channels by means of the valve arrangement controlled by the control piston, so that air at atmospheric pressure flows into the working chamber and a mixed pressure is established there. The force applied to the master cylinder via the brake pedal, the control piston and the working piston is increased by the force component resulting from the pressure difference in the chambers. When the brake pedal and thus the control piston are released, the valve arrangement connects the working chamber to the vacuum chamber, with the air being sucked out of the working chamber via the outer and inner ring channels and the working piston returning to its starting position, reducing the brake pressure in the master cylinder.
Die in der DE 34 24 410 C2 näher beschriebene Ausführung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers ermöglicht zwar eine gleichmäßig verteilte radiale und parallel geführte Anordnung der Strömungskanäle für beide Kammern, wodurch im Ergebnis auch Srömungsgeräusche verringert werden. Die Komfortanforderungen an Kraftfahrzeuge sind in den letzten Jahren jedoch noch deutlich gestiegen, wobei mittlerweile auch die im Fahrgastraum noch wahrnehmbare Geräuschentwicklung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers ein wesentliches Komfortmerkmal darstellt. Daß es bei der Betätigung von insbesondere ansprechweglosen Unterdruck-Bremskraftverstärkern infolge relativ hoher Strömungsgeschwindigkeiten der Luft an umströmten Kanten des Unterdruck-Bremskraftverstärkers zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung kommt, ist bekannt. Im Stand der Technik fehlt es auch nicht an Vorschlägen, wie diesem Problem zu begegnen ist.The design of the vacuum brake booster described in more detail in DE 34 24 410 C2 allows an evenly distributed radial and parallel arrangement of the flow channels for both chambers, which also reduces flow noise. However, the comfort requirements for motor vehicles have increased significantly in recent years, and the noise generated by the vacuum brake booster, which can still be heard in the passenger compartment, is now an important comfort feature. It is well known that when vacuum brake boosters are activated, particularly those with no response path, an undesirable noise is generated as a result of the relatively high flow speeds of the air at the edges of the vacuum brake booster that are flowed around. There is no shortage of suggestions in the state of the art as to how this problem can be addressed.
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So wurde bei einem bekannten Unterdruck-Bremskraftverstärker (DE 87 04 366 U) in dem von der Ventilanordnung zur Unterdruckkammer verlaufenden inneren Ringkanal unmittelbar neben der Dichtkante der Ventilanordnung ein als Sieb ausgebildeter Schalldämpfer angeordnet, um die störende Geräuschentwicklung beim Lösen der Bremse zu vermeiden. Durch diesen Schalldämpfer und seine Montage entstand jedoch ein nicht unerheblicher Mehraufwand, wobei insbesondere enge Toleranzen am Schalldämpfer und den benachbarten, relativ zueinander bewegbaren Teilen einzuhalten waren, um eine einwandfreie Funktion des Unterdruck-Bremskraftverstärker zu gewährleisten. For example, in a known vacuum brake booster (DE 87 04 366 U), a silencer designed as a sieve was arranged in the inner ring channel running from the valve arrangement to the vacuum chamber, directly next to the sealing edge of the valve arrangement, in order to avoid the annoying noise when the brake was released. However, this silencer and its assembly resulted in a not inconsiderable amount of additional work, with tight tolerances having to be maintained on the silencer and the adjacent parts that could move relative to one another in order to ensure that the vacuum brake booster functioned properly.
Bei einem anderen bekannten Unterdruck-Bremskraftverstärker (DE 90 05 004 U) weist der mit zwei ringförmigen Dichtkanten zusammenwirkende Dichtteller der Ventilanordnung in Richtung der Luftströmung nach der jeweiligen Dichtkante jeweils einen Ringbund auf, um störende Geräusche zu verringern. Diese Maßnahme alleine hat sich im Hinblick auf heutige Anforderungen jedoch nicht als ausreichend erwiesen.In another known vacuum brake booster (DE 90 05 004 U), the sealing plate of the valve arrangement, which interacts with two ring-shaped sealing edges, has an annular collar in the direction of the air flow after each sealing edge in order to reduce disturbing noise. However, this measure alone has not proven to be sufficient in view of today's requirements.
Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik gemäß der DE 34 24 410 C2 die Aufgabe zugrunde, einen Unterdruck-Bremskraftverstärker zu schaffen, der bei einfachem Aufbau ein verbessertes Geräuschverhalten aufzeigt.Based on the prior art according to DE 34 24 410 C2, the invention is based on the object of creating a vacuum brake booster which, with a simple design, exhibits improved noise behavior.
Diese Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte bzw. zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Schutzansprüche 2 bis 7.This object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous or expedient developments of the invention are the subject of claims 2 to 7.
Erfindungsgemäß ist bei einem Unterdruck-Bremskraftverstärker mit einem an einen Hauptzylinder anschließbaren Arbeitskolben, der ein Gehäuse in eine Arbeitskammer und eine Unterdruckkammer unterteilt, und einem an eine Betätigungseinrichtung anschließbaren Steuerkolben, mittels dessen eine Ventilanordnung an-According to the invention, in a vacuum brake booster with a working piston which can be connected to a master cylinder and which divides a housing into a working chamber and a vacuum chamber, and a control piston which can be connected to an actuating device and by means of which a valve arrangement can be connected,
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steuerbar ist, um die Arbeitskammer über einen von der Arbeitskammer zu der Ventilanordnung verlaufenden Strömungskanal zur Druckbeaufschlagung der Arbeitskammer mit der Umgebung oder zum Evakuieren der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer zu verbinden, ein Filterteil zur Verminderung von Strömungsgeräuschen in dem von der Arbeitskammer zu der Ventilanordnung verlaufenden Strömungskanal angeordnet. Das derart angeordnete Filterteil verhindert in vorteilhafter Weise, daß sich Schallenwellen, die beim Betätigen des Unterdruck-Bremskraftverstärkers aus seiner Betriebsstellung heraus infolge des hier vorliegenden großen Luftdurchsatzes verstärkt an insbesondere den Kanten der Ventilanordnung erzeugt werden, ungehindert in die Arbeitskammer des Unterdruck-Bremskraftverstärkers ausbreiten können, wo sie verstärkt durch den Trichtereffekt auch das dünne Stahlblech des Gehäuses zu noch im Fahrgastraum akustisch wahrnehmbaren Schwingungen anregen würden. Die erfindungsgemäße Anordnung des Filterteils hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß das Filterteil neben der oben angesprochenen, während des Vorlaufs des Arbeitskolbens (Verbindung von Arbeitskammer und Umgebung) vorhandenen Schalldämpferwirkung auch im Rücklauf des Arbeitskolbens (Verbindung von Arbeitskammer und Unterdruckkammer) eine geräuschmindernde Wirkung hat, die hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, daß es die Luftströmung vergleichmäßigt und in der Geschwindigkeit geringfügig vermindert. Beim Einsatz des Filterteils in einem ansprechweglosen Unterdruck-Bremskraftverstärker mit außen gesteuertem Ventilsitz, wie er in der gattungsbildenden DE 34 24 410 C2 beschrieben wird, setzt das Filterteil infolge seiner Anordnung im strömungsquerschnittsgrößeren äußeren Ringkanal und somit seiner relativ großen Anströmfläche der Luftströmung auch keinen übermäßigen Widerstand entgegen, welcher der Funktion des Unterdruck-Bremskraftverstärkers im Hinblick auf seine Ansprechzeiten bzw. Vorlauf- und Rücklaufgeschwindigkeiten abträglich wäre.is controllable in order to connect the working chamber via a flow channel running from the working chamber to the valve arrangement to pressurize the working chamber with the environment or to evacuate the working chamber with the vacuum chamber, a filter part for reducing flow noise is arranged in the flow channel running from the working chamber to the valve arrangement. The filter part arranged in this way advantageously prevents sound waves which are generated when the vacuum brake booster is actuated from its operating position as a result of the large air throughput present here, in particular at the edges of the valve arrangement, from spreading unhindered into the working chamber of the vacuum brake booster, where they would also excite the thin steel sheet of the housing to vibrations which are still acoustically perceptible in the passenger compartment, amplified by the funnel effect. The arrangement of the filter part according to the invention also has the advantage that, in addition to the above-mentioned silencer effect during the forward movement of the working piston (connection between the working chamber and the environment), the filter part also has a noise-reducing effect during the return movement of the working piston (connection between the working chamber and the vacuum chamber), which is mainly due to the fact that it evens out the air flow and slightly reduces its speed. When the filter part is used in a vacuum brake booster with no response path and an externally controlled valve seat, as described in the generic DE 34 24 410 C2, the filter part, due to its arrangement in the outer ring channel with a larger flow cross-section and thus its relatively large inflow area, does not offer any excessive resistance to the air flow, which would be detrimental to the function of the vacuum brake booster with regard to its response times or forward and return speeds.
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Nach der Lehre des Schutzanspruchs 2 ist das Filterteil vorzugsweise am arbeitskammerseitigen Ende des von der Arbeitskammer zu der Ventilanordnung verlaufenden Strömungskanals angeordnet, wo es in vorteilhafter Weise auch die Schallwellen mit absorbieren kann, die bei Verbindung der Arbeitskammer mit der Umgebung im Strömungskanal zwischen Arbeitskammer und Ventilanordnung beispielsweise an etwa vorhandenen Stegen bzw. Rippen noch erzeugt werden.According to the teaching of claim 2, the filter part is preferably arranged at the working chamber-side end of the flow channel running from the working chamber to the valve arrangement, where it can advantageously also absorb the sound waves that are still generated when the working chamber is connected to the environment in the flow channel between the working chamber and the valve arrangement, for example at any webs or ribs that may be present.
Gemäß dem Schutzanspruch 3 weist der von der Arbeitskammer zu der Ventilanordnung verlaufende Strömungskanal einen Abschnitt auf, der sich zwischen einem Bund des relativ zum Arbeitskolben verschiebbaren Steuerkolbens und einer Stirnfläche des Arbeitskolbens in radialer Richtung erstreckt, wobei das elastisch verformbare, ringförmige Filterteil zwischen dem Bund des Steuerkolbens und der Stirnfläche des Arbeitskolbens angeordnet ist. Ist das Filterteil entsprechend dem Schutzanspruch 5 in vorteilhafter Weise aus einem PUR-Filterschaumstoff gefertigt, führt die im Schutzanspruch 3 angegebene Anordnung des Filterteils noch zu einer Verstärkung der beschriebenen Schalldämpferwirkung, weil bei der Ansteuerung der Ventilanordnung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers der Steuerkolben relativ zum Arbeitskolben um den Ventilöffnungsweg verschoben wird und somit zwischen dem Bund des Steuerkolbens und der Stirnfläche des Arbeitskolbens eine Verdichtung des Filterteils erfolgt, die einen erhöhten Luftschallwiderstand des Filterteils zur Folge hat.According to claim 3, the flow channel running from the working chamber to the valve arrangement has a section that extends in the radial direction between a collar of the control piston that can be moved relative to the working piston and an end face of the working piston, with the elastically deformable, annular filter part being arranged between the collar of the control piston and the end face of the working piston. If the filter part is advantageously made from a PUR filter foam according to claim 5, the arrangement of the filter part specified in claim 3 leads to an increase in the described silencer effect, because when the valve arrangement of the vacuum brake booster is activated, the control piston is moved relative to the working piston by the valve opening path and thus the filter part is compressed between the collar of the control piston and the end face of the working piston, which results in an increased airborne sound resistance of the filter part.
Grundsätzlich kann das Filterteil etwa durch Vorsehen eines bestimmten Übermaßes bezüglich der jeweiligen Abmessungen des Strömungskanals zwischen Arbeitskammer und Ventilanordnung rein kraft- und formschlüssig im Unterdruck-Bremskraftverstärker lagezentriert und fixiert sein, ohne daß es hierfür besonderer konstruktiver Maßnahmen am Unterdruck-Bremskraftverstärker bedürfte. Dies ermöglicht den Einsatz des erfindungsgemäßen FiI-In principle, the filter part can be centered and fixed in the vacuum brake booster purely by force and form-fitting, for example by providing a certain oversize with respect to the respective dimensions of the flow channel between the working chamber and the valve arrangement, without the need for special design measures on the vacuum brake booster. This enables the use of the filter part according to the invention.
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terteils in an sich bekannten Unterdruck-Bremskraftverstärkern mit vorgegebener Geometrie. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers gemäß dem Schutzanspruch ist der Bund des Steuerkolbens und/oder der Arbeitskolben jedoch mit Fixierungshilfen für das Filterteil, vorzugsweise einer Mehrzahl von über den Umfang verteilten Stegen versehen, welche von dem Bund in Richtung der Stirnfläche des Arbeitskolbens bzw. von der Stirnfläche des Arbeitskolbens in Richtung des Bundes vorstehen. Diese Fixierungshilfen vereinfachen den Einbau des Filterteils erheblich.partly in known vacuum brake boosters with a predetermined geometry. In a preferred embodiment of the vacuum brake booster according to the protection claim, the collar of the control piston and/or the working piston is provided with fixing aids for the filter part, preferably a plurality of webs distributed over the circumference, which protrude from the collar in the direction of the front face of the working piston or from the front face of the working piston in the direction of the collar. These fixing aids simplify the installation of the filter part considerably.
Gemäß dem Schutzanspruch 6 ist das aus einem PUR-Filterschaumstoff gefertigte Filterteil im eingebauten Zustand in axialer und/oder radialer Richtung elastisch verformt, was vorteilhaft zur Lagefixierung des Filterteils beiträgt. Hierbei hat sich gezeigt, daß ein guter Kompromiß aus Schallabsorptionsvermögen und Luftdurchlässigkeit des Filterteils erzielt werden kann, wenn im Ruhezustand des Unterdruck-Bremskraftverstärkers der jeweilige Stauchgrad des Filterteils, d.h. das Verhältnis der entsprechenden Länge des Filterteils im eingebauten, verformten Zustand zu der entsprechenden Länge im nicht-eingebauten, unverformten Zustand kleiner gleich 50% ist.According to claim 6, the filter part made of PUR filter foam is elastically deformed in the axial and/or radial direction when installed, which advantageously contributes to fixing the position of the filter part. It has been shown that a good compromise between the sound absorption capacity and air permeability of the filter part can be achieved if, in the idle state of the vacuum brake booster, the respective degree of compression of the filter part, i.e. the ratio of the corresponding length of the filter part in the installed, deformed state to the corresponding length in the non-installed, undeformed state, is less than or equal to 50%.
Das Filterteil kann schließlich grundsätzlich ein Querschnittsprofil von beliebiger Geometrie aufweisen. Gemäß dem Schutzanspruch 7 ist jedoch vorgesehen, daß das Filterteil im nichteingebauten Zustand vorzugsweise ein rechteckiges Querschnittsprofil hat, was eine kostengünstige Herstellung des Filterteils ermöglicht.
30Finally, the filter part can basically have a cross-sectional profile of any geometry. However, according to claim 7, the filter part preferably has a rectangular cross-sectional profile in the non-installed state, which enables the filter part to be manufactured cost-effectively.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is explained in more detail below using a preferred embodiment with reference to the drawing.
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Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch einen Unterdruck-Bremskraftverstärker mit erfindungsgemäß angeordnetem Filterteil undFig. 1 shows a detail of a longitudinal section through a vacuum brake booster with a filter part arranged according to the invention and
Fig. 2 einen Schnitt durch das Filterteil gemäß Fig. 1 im nicht-eingebauten Zustand, wobei das Filterteil gegenüber der Darstellung in Fig. 1 um 90° gedreht ist.Fig. 2 is a section through the filter part according to Fig. 1 in the non-installed state, wherein the filter part is rotated by 90° compared to the illustration in Fig. 1.
Die Fig. 1 zeigt einen ansprechweglosen Unterdruck-Bremskraft-Verstärker 10 einer Hilfskraft-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, der auf seiner in Fig. 1 linken Seite an einem Hauptzylinder in Einfach- oder Tandem-Bauweise und auf seiner in Fig. 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 Fig. 1 nicht dargestellt. Ebenso wurde auf eine vollständige Darstellung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 verzichtet, da er sich hinsichtlich der nicht dargestellten Teile nicht von herkömmlichen Unterdruck-Bremskraftverstärkern unterscheidet.Fig. 1 shows a zero-response vacuum brake booster 10 of an auxiliary braking system for motor vehicles, which is connected on its left side in Fig. 1 to a master cylinder in a single or tandem design and on its right side in Fig. 1 to a brake pedal. The master cylinder and the brake pedal, which are connected to wheel brake cylinders in a conventional manner, are designed as is known in the prior art and are not shown in Fig. 1 for reasons of clarity. Likewise, a complete representation of the vacuum brake booster 10 has been omitted, since it does not differ from conventional vacuum brake boosters with regard to the parts not shown.
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 Fig. 1 links vom Arbeitskolben 16 befindliche Unterdruckkammer 24 von einer in Fig. 1 rechts vom Arbeitskolben 16 befindlichen Arbeitskammer 26. Zwischen dem Steuerkolben 12 und dem Arbeitskolben 16 ist eine noch näher zu beschreibende Ventilanordnung 28 vorgesehen, die über den Steuerkolben 12 in Abhängigkeit von der Pedalkraft und dem Pedalweg angesteuert werden kann, um die Arbeitskammer 26 über einen von der Arbeitskammer 26 zur Ventilanordnung 28The vacuum brake booster 10 has a control piston 12, which is connected to the brake pedal by means of a piston rod 14, and has a working piston 16, which is operatively connected to the master cylinder via an elastic reaction member in the form of an elastomer reaction disk 18 and a tappet 20. In a housing 22 of the vacuum brake booster 10, the working piston 16 separates a vacuum chamber 24, which is located to the left of the working piston 16 in Fig. 1, from a working chamber 26, which is located to the right of the working piston 16 in Fig. 1. Between the control piston 12 and the working piston 16, a valve arrangement 28 is provided, which will be described in more detail later, and which can be controlled via the control piston 12 depending on the pedal force and the pedal travel in order to open the working chamber 26 via a valve from the working chamber 26 to the valve arrangement 28.
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verlaufenden äußeren Ringkanal 30 sowie einen von der Ventilanordnung 28 zur Unterdruckkammer 24 verlaufenden inneren Ringkanal 32 zum Evakuieren der Arbeitskammer 26 mit der Unterdruckkammer 24 zu verbinden oder um die Arbeitskammer 26 über den äußeren Ringkanal 30 sowie einen von der Ventilanordnung zur Umgebung 34 verlaufenden weiteren Ringkanal 36 zur Druckbeaufschlagung der Arbeitskammer 26 mit der Umgebung 34 zu verbinden und somit im Hauptzylinder einen bestimmten Bremsdruck zu erzeugen. In dem von der Arbeitskammer 2 6 zu der Ventilan-Ordnung 28 verlaufenden äußeren Ringkanal 30 ist ein Filterteil 38 zur Verminderung von Strömungsgeräuschen angeordnet, welches nachfolgend ebenfalls noch näher erläutert werden wird.to connect the working chamber 26 to the vacuum chamber 24 via an outer ring channel 30 and an inner ring channel 32 running from the valve arrangement 28 to the vacuum chamber 24 for evacuating the working chamber 26 or to connect the working chamber 26 to the environment 34 via the outer ring channel 30 and a further ring channel 36 running from the valve arrangement to the environment 34 for pressurizing the working chamber 26 and thus generating a certain brake pressure in the master cylinder. A filter part 38 for reducing flow noise is arranged in the outer ring channel 30 running from the working chamber 26 to the valve arrangement 28, which will also be explained in more detail below.
Der mittels einer in der Unterdruckkammer 24 angeordneten Rückstellfeder 40 gegenüber dem Gehäuse 22 in Fig. 1 nach rechts vorgespannte Arbeitskolben 16 hat ein Steuergehäuse 42 aus Kunststoff, in dem ein gestuftes Durchgangsloch 44 vorgesehen ist, welches den inneren Ringkanal 32 ausbildet. An der in Fig. 1 linken Stirnseite des Steuergehäuses 42 liegt ein Einsatz 46 an, der mittels eines Membrantellers 48 aus Stahlblech formschlüssig am Steuergehäuse 42 gehalten ist. Das Steuergehäuse 42, der Einsatz 46 und der Membranteller 48 bilden somit eine Einheit aus, die im Gehäuse 22 in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 bewegbar ist, wobei ausgehend von dem in Fig. 1 linken Ende des Steuergehäuses 42 am Außenumfang des Membrantellers 48 eine elastische Membran 50 pneumatisch dicht anliegt, die an ihrem Außenumfang ebenfalls pneumatisch dicht am Gehäuse 22 befestigt ist (nicht dargestellt). Der Einsatz weist ferner radial außen mehrere über den Umfang verteilte axiale Durchgangsbohrungen 52 auf, welche die Unterdruckkammer 24 mit dem inneren Ringkanal 32 verbinden, und hat zentrisch eine in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 durchgehende Stufenbohrung 54, deren Abschnitt größeren Innendurchmessers die zylindrische Reaktionsscheibe 18 eng aufnimmt und das der Reaktionsscheibe 18 zugewandte Ende des Stößels 20The working piston 16, which is pre-tensioned to the right relative to the housing 22 in Fig. 1 by means of a return spring 40 arranged in the vacuum chamber 24, has a control housing 42 made of plastic in which a stepped through hole 44 is provided, which forms the inner annular channel 32. An insert 46 rests on the left end face of the control housing 42 in Fig. 1, which is held in a form-fitting manner on the control housing 42 by means of a diaphragm plate 48 made of sheet steel. The control housing 42, the insert 46 and the diaphragm plate 48 thus form a unit which can be moved in the housing 22 in the axial direction of the vacuum brake booster 10, with an elastic diaphragm 50 resting pneumatically tight on the outer circumference of the diaphragm plate 48, starting from the left end of the control housing 42 in Fig. 1, which is also attached to the housing 22 in a pneumatically tight manner on its outer circumference (not shown). The insert also has a plurality of axial through-bores 52 distributed radially on the outside over the circumference, which connect the vacuum chamber 24 to the inner annular channel 32, and has a central stepped bore 54 which runs through in the axial direction of the vacuum brake booster 10, the section of which has a larger inner diameter tightly accommodates the cylindrical reaction disk 18 and the end of the tappet 20 facing the reaction disk 18.
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mit geringfügigem Spiel umgibt. Am Innenumfang des Durchgangslochs 44 im Steuergehäuse 42 sind weiterhin mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte, schmale Längsrippen 56 vorgesehen, die sich in den inneren Ringkanal 32 hinein erstrecken. Die in Fig. 1 rechte Stirnseite des Steuergehäuses 42 bildet schließlich einen ringförmigen ersten Ventilsitz 58 der Ventilanordnung 28 aus.with slight play. On the inner circumference of the through hole 44 in the control housing 42, a plurality of narrow longitudinal ribs 56 are also provided, which are evenly distributed in the circumferential direction and extend into the inner annular channel 32. The right-hand end face of the control housing 42 in Fig. 1 finally forms an annular first valve seat 58 of the valve arrangement 28.
Der ebenfalls in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 sowie relativ zum Arbeitskolben 16 bewegbare Steuerkolben 12 hat ein an die Kolbenstange 14 angeschlossenes Druckstück 60, welches in das Durchgangsloch 44 im Steuergehäuse 42 des Arbeitskolbens 16 eintaucht und dabei den inneren Ringkanal 32 nach radial innen begrenzt. Das Druckstück 60 ist mittels einer am Außenumfang des Druckstücks 60 in dem Durchgangsloch 44 des Steuergehäuses 42 angeordneten Ventilfeder 62 der Ventilanordnung 28 gegenüber den Längsrippen 56 des Steuergehäuses 42 verspannt, welche am Außenumfang des Druckstücks 60 geführt sind. Im Ergebnis beaufschlagt die Ventilfeder 62 den Steuerkolben 12 mit einer Kraft, die bestrebt ist, den Steuerkolben 12 vom Arbeitskolben 16 wegzudrücken.The control piston 12, which can also be moved in the axial direction of the vacuum brake booster 10 and relative to the working piston 16, has a pressure piece 60 connected to the piston rod 14, which plunges into the through hole 44 in the control housing 42 of the working piston 16 and thereby limits the inner ring channel 32 radially inward. The pressure piece 60 is braced by means of a valve spring 62 of the valve arrangement 28 arranged on the outer circumference of the pressure piece 60 in the through hole 44 of the control housing 42 relative to the longitudinal ribs 56 of the control housing 42, which are guided on the outer circumference of the pressure piece 60. As a result, the valve spring 62 applies a force to the control piston 12 that tends to push the control piston 12 away from the working piston 16.
Der Steuerkolben 12 weist ferner eine hohlzylindrische Hülse 64 aus Kunststoff auf, die an ihrem Außenumfang in einer am Gehäuse 22 vorgesehenen Dichtungsanordnung 66 pneumatisch dicht geführt ist. Die Hülse 64 hat am Innenumfang ihres in Fig. 1 linkes Endes mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte, schmale Längsrippen 68, welche sich in den äußeren Ringkanal 30 hinein erstrecken und das Steuergehäuse 42 des Arbeitskolbens 16 an dessen Außenumfang führen.The control piston 12 also has a hollow cylindrical sleeve 64 made of plastic, which is guided in a pneumatically sealed manner on its outer circumference in a sealing arrangement 66 provided on the housing 22. The sleeve 64 has on the inner circumference of its left end in Fig. 1 a plurality of narrow longitudinal ribs 68 which are evenly distributed in the circumferential direction and which extend into the outer annular channel 30 and guide the control housing 42 of the working piston 16 on its outer circumference.
Ein am in Fig. 1 linken Ende der Hülse 64 ausgebildeter Bund 70, der sich nach radial außen erstreckt, dient im Zusammenwirken mit der Dichtungsanordnung 66 als Anschlag gegen ein Herausziehen bzw. -drücken des Steuerkolbens 12 aus dem GehäuseA collar 70 formed on the left end of the sleeve 64 in Fig. 1, which extends radially outward, serves in cooperation with the sealing arrangement 66 as a stop against pulling or pushing the control piston 12 out of the housing.
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22. An der der Arbeitskammer 26 zugewandten Stirnfläche des Bundes 70 sind radial außen eine Mehrzahl, z.B. drei, von über den Umfang gleichmäßig verteilten Stegen 72 vorgesehen, die von dem Bund 70 in Richtung einer dem Bund 70 zugewandten Stirnfläehe des Arbeitskolben 16 vorstehen und als Fixierungs- bzw. Zentrierungshilfen für das Filterteil 38 dienen. Die der Arbeitskammer 26 zugewandte Stirnfläche des Bundes 70 und die dem Bund 70 zugewandte Stirnfläche des Arbeitskolbens 16 begrenzen in axialer Richtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 das arbeitskammerseitige Ende des äußeren Ringkanals 30 zu einem sich in radialer Richtung erstreckenden Ringabschnitt 74, dessen Breite sich bei einer Relativbewegung zwischen Steuerkolben 12 und Arbeitskolben 16 verändert und in dem das ebenfalls ringförmige, elastisch verformbare Filterteil 38 angeordnet ist.22. On the end face of the collar 70 facing the working chamber 26, a plurality of webs 72, e.g. three, are provided radially on the outside, evenly distributed over the circumference, which protrude from the collar 70 in the direction of an end face of the working piston 16 facing the collar 70 and serve as fixing or centering aids for the filter part 38. The end face of the collar 70 facing the working chamber 26 and the end face of the working piston 16 facing the collar 70 delimit the end of the outer ring channel 30 on the working chamber side in the axial direction of the vacuum brake booster 10 to form a ring section 74 extending in the radial direction, the width of which changes during a relative movement between the control piston 12 and the working piston 16 and in which the likewise ring-shaped, elastically deformable filter part 38 is arranged.
Anschließend an die Längsrippen 68 hat die Hülse 64 weiterhin im wesentlichen mittig einen sich nach radial innen erstreckenden Bund 76, der den äußeren Ringkanal 30 von dem weiteren Ringkanal 36 trennt und an dessen von der Arbeitskammer 26 abgewandten Seite eine Ringschulter vorgesehen ist, die einen zweiten Ventilsitz 78 der Ventilanordnung 28 ausbildet, welcher einen größeren Durchmesser hat als der erste Ventilsitz 58.Adjoining the longitudinal ribs 68, the sleeve 64 further has, essentially in the middle, a radially inwardly extending collar 76 which separates the outer annular channel 30 from the further annular channel 36 and on whose side facing away from the working chamber 26 an annular shoulder is provided which forms a second valve seat 78 of the valve arrangement 28, which has a larger diameter than the first valve seat 58.
Auf der in Fig. 1 rechten Seite der Hülse 64 ist an deren Innenumfang ein mit einer in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 durchgehenden Stufenbohrung 80 versehenes Endstück 82 aus Kunststoff befestigt. Im durchmessergrößeren Abschnitt der Stufenbohrung 80 ist ein eng an der durch die Stufenbohrung 80 hindurch geführten Kolbenstange 14 anliegendes, ringförmiges Filterteil 84 für Staub aus einem großporigen, mithin gut luftdurchlässigen Filterschaumstoff angeordnet, über das der weitere Ringkanal 36 mit der Umgebung 34 verbunden ist. Zwischen dem in Fig. 1 linken Ende des Endstücks 82, welches aus einer Mehrzahl von sich in Längsrichtung erstrecken-On the right-hand side of the sleeve 64 in Fig. 1, an end piece 82 made of plastic is attached to the inner circumference thereof, provided with a stepped bore 80 extending in the axial direction of the vacuum brake booster 10. In the larger diameter section of the stepped bore 80, an annular filter part 84 for dust made of a large-pore, thus highly air-permeable filter foam is arranged, which fits closely to the piston rod 14 guided through the stepped bore 80, and via which the further annular channel 36 is connected to the environment 34. Between the left end of the end piece 82 in Fig. 1, which consists of a plurality of longitudinally extending
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den, gleichmäßig über den Umfang des Endstücks 82 verteilten Stegen 86 besteht, und den sich in Fig. 1 nach rechts an den Bund 76 anschließenden Längsrippen 88 der Hülse 64 ist ein Ringabschnitt 90 eines endseitigen Bunds 92 des Druckstücks 60 aufgenommen, so daß das Endstück 82 die Hülse 64 am Druckstück 60 formschlüssig festlegt. Im Ergebnis sind das Druckstück 60, die Hülse 64 und das mit dem Filterteil 84 versehene Endstück 82 über die Kolbenstange 14 als eine Einheit in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 verschiebbar.An annular section 90 of an end collar 92 of the pressure piece 60 is accommodated between the webs 86 evenly distributed over the circumference of the end piece 82 and the longitudinal ribs 88 of the sleeve 64 adjoining the collar 76 to the right in Fig. 1, so that the end piece 82 fixes the sleeve 64 to the pressure piece 60 in a form-fitting manner. As a result, the pressure piece 60, the sleeve 64 and the end piece 82 provided with the filter part 84 can be moved as a unit in the axial direction of the vacuum brake booster 10 via the piston rod 14.
Die ein Doppelsitzventil ausbildende, auch als Folgesteuerventil bezeichnete Ventilanordnung 28 hat ein in Achsrichtung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 zwischen dem Bund 92 des Druckstücks 60 und den Ventilsitzen 58, 78 angeordnetes elastisches Ventilteil 94, das mittels einer gelochten Scheibe 96 ausgesteift ist. Das Ventilteil 94 weist auf der den Ventilsitzen 58, 78 zugewandten Seite der Scheibe 96 einen mit den Ventilsitzen 58, 78 zusammenwirkenden Dichtabschnitt 98 auf und hat auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe 96 einen BaIgabschnitt 100, der am Bund 92 des Druckstücks 60 unter Zuhilfenahme der Längsrippen 88 der Hülse 64 befestigt ist. Der Balgabschnitt 100 umgibt eine weitere am Außenumfang des Druckstücks 60 angeordnete Ventilfeder 102, die sich auf ihrer in Fig. 1 rechten Seite am Bund 92 des Druckstücks 60 abstützt und unter Anlage an der Scheibe 96 das Ventilteil 94 in Richtung der Ventilsitze 58, 78 vorspannt.The valve arrangement 28, which forms a double seat valve and is also referred to as a sequence control valve, has an elastic valve part 94 arranged in the axial direction of the vacuum brake booster 10 between the collar 92 of the pressure piece 60 and the valve seats 58, 78, which is stiffened by means of a perforated disk 96. The valve part 94 has a sealing section 98 on the side of the disk 96 facing the valve seats 58, 78, which interacts with the valve seats 58, 78, and has a bellows section 100 on the opposite side of the disk 96, which is attached to the collar 92 of the pressure piece 60 with the aid of the longitudinal ribs 88 of the sleeve 64. The bellows section 100 surrounds a further valve spring 102 arranged on the outer circumference of the pressure piece 60, which is supported on its right-hand side in Fig. 1 on the collar 92 of the pressure piece 60 and, while resting on the disk 96, preloads the valve part 94 in the direction of the valve seats 58, 78.
Liegt der Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 am radial äußeren, zweiten Ventilsitz 78 des Steuerkolbens 12 an, während er vom radial inneren, ersten Ventilsitz 58 des Arbeitskolben 16 axial beabstandet ist, so ist die Unterdruckkammer 24 über die Durchgangsbohrungen 52 im Einsatz 4 6, den nach innen im wesentlichen vom Druckstück 60 des Steuerkolbens 12 und nach außen vom Steuergehäuse 42 des Arbeitskolbens 16 begrenzten inneren Ringkanal 32, den Ringspalt zwischen dem ersten Ventilsitz 58If the sealing section 98 of the valve part 94 rests against the radially outer, second valve seat 78 of the control piston 12, while it is axially spaced from the radially inner, first valve seat 58 of the working piston 16, the vacuum chamber 24 is in use via the through holes 52 4 6, the inner annular channel 32 which is essentially delimited inwards by the pressure piece 60 of the control piston 12 and outwards by the control housing 42 of the working piston 16, the annular gap between the first valve seat 58
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und dem Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94, den nach innen im wesentlichen von dem Steuergehäuse 42 des Arbeitskolbens 16 und nach außen von der Hülse 64 des Steuerkolbens 12 begrenzten äußeren Ringkanal 30 sowie über das im Ringabschnitt 74 des äußeren Ringkanals 30 angeordnete Filterteil 38 mit der Arbeitskammer 26 verbunden. Liegt der Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 hingegen am ersten Ventilsitz 58 an, während er vom zweiten Ventilsitz 78 axial beabstandet ist, so ist die Arbeitskammer 26 über das im Ringabschnitt 74 des äußeren Ringkanals 30 angeordnete Filterteil 38, den äußeren Ringkanal 30, den Ringspalt zwischen dem zweiten Ventilsitz 78 und dem Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94, den nach innen im wesentlichen von dem Ventilteil 94 und nach außen von der Hülse 64 begrenzten, weiteren Ringkanal 36 sowie das Filterteil 84 in der Stufenbohrung 80 des Endstücks 82 mit der Umgebung 34 verbunden. In der in Fig. 1 dargestellten Fahr- bzw. Betriebsstellung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 liegt der Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 an beiden Ventilsitzen 58, 78 an, so daß die Ventilanordnung 28 die Unterdruckkammer 24, die Arbeitskammer 26 und die Umgebung 34 voneinander trennt.and the sealing section 98 of the valve part 94, the outer annular channel 30 which is essentially delimited on the inside by the control housing 42 of the working piston 16 and on the outside by the sleeve 64 of the control piston 12, and via the filter part 38 arranged in the annular section 74 of the outer annular channel 30 with the working chamber 26. If, however, the sealing section 98 of the valve part 94 rests against the first valve seat 58 while being axially spaced from the second valve seat 78, the working chamber 26 is connected to the environment 34 via the filter part 38 arranged in the ring section 74 of the outer ring channel 30, the outer ring channel 30, the ring gap between the second valve seat 78 and the sealing section 98 of the valve part 94, the further ring channel 36 which is essentially delimited on the inside by the valve part 94 and on the outside by the sleeve 64, and the filter part 84 in the stepped bore 80 of the end piece 82. In the driving or operating position of the vacuum brake booster 10 shown in Fig. 1, the sealing section 98 of the valve part 94 rests against both valve seats 58, 78, so that the valve arrangement 28 separates the vacuum chamber 24, the working chamber 26 and the environment 34 from one another.
Auf der in Fig. 1 linken Seite des Druckstücks 60 ist schließlich eine an den Längsrippen 56 des Steuergehäuses 42 axial geführte Druckscheibe 104 befestigt, welche auf ihrer in Fig. 1 linken Seite an einer in der dargestellten Fahr- bzw. Betriebsstellung um einen geringen Betrag von der Reaktionsscheibe 18 beabstandeten Übersetzungsscheibe 106 anliegt, die in dem Abschnitt kleineren Durchmessers der Stufenbohrung 54 im Einsatz 46 axial geführt ist.Finally, on the left side of the pressure piece 60 in Fig. 1, a pressure disk 104 is fastened which is axially guided on the longitudinal ribs 56 of the control housing 42 and which, on its left side in Fig. 1, rests on a transmission disk 106 which, in the driving or operating position shown, is spaced slightly from the reaction disk 18 and which is axially guided in the section of smaller diameter of the stepped bore 54 in the insert 46.
In Fig. 2 ist das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem PUR-Filterschaumstoff gefertigte, ringförmige Filterteil 38 im nicht-eingebauten, unverformten Zustand dargestellt, in dem es ein rechteckiges Querschnittsprofil aufweist. Wie ein Vergleich mit Fig. 1 zeigt, ist das Filterteil 38 im eingebau-In Fig. 2, the ring-shaped filter part 38 made of PUR filter foam in the embodiment shown is shown in the non-installed, undeformed state in which it has a rectangular cross-sectional profile. As a comparison with Fig. 1 shows, the filter part 38 is
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ten Zustand insbesondere in axialer Richtung elastisch verformt, wodurch es spaltfrei an dem Bund 70 des Steuerkolbens 12 und der dem Bund 70 zugewandten Stirnfläche des Arbeitskolbens 16 anliegt und hier somit den gesamten Strömungsquerschnitt des äußeren Ringkanals 30 überdeckt. Ferner ist das Filterteil 38 durch die am Bund 70 des Steuerkolbens 12 vorgesehenen Stege 72 radial außen sowie einen kleinen Absatz 108 am Steuergehäuse 42 des Arbeitskolben 16 bzw. einen Ringwulst 110 der am Arbeitskolben 16 angebrachten elastischen Membran 50 radial innen in seiner Einbaulage zwischen dem Steuerkolben 12 und dem Arbeitskolben 16 zentriert, wobei es auch zu einer geringfügigen elastischen Verformung des Filterteils 38 in radialer Richtung kommt. Aufgrund seiner guten Verformbarkeit schmiegt sich das Filterteil 38 dennoch ohne Spaltbildung eng an die Geometrie des Ringabschnitts 74 des äußeren Ringkanals 30 an. Es hat sich gezeigt, daß ein guter Kompromiß aus Schallabsorptionsvermögen und Luftdurchlässigkeit des Filterteils 38 erzielt wird, wenn im Ruhezustand des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10, bei dem kein Unterdruck an der Unterdruckkammer 24 anliegt, der Stauchgrad des Filterteils 38 in axialer Richtung, d.h. das Verhältnis der Dicke des Filterteils 38 im eingebauten, verformten Zustand zu der Dicke im nicht-eingebauten, unverformten Zustand kleiner gleich 50% ist. Das Filterteil 38 hat weiterhin eine der Strömungsgeometrie des äußeren Ringkanals 30 angepaßte Porengröße bzw. -verteilung, wobei auch hier ein Kompromiß aus Schallabsorptionsvermögen und Luftdurchlässigkeit anzustreben ist. Als geeignet haben sich beispielsweise PUR-Filterschaumstoffe mit einer ppi-Zahl (pores per square inch) von 60 bis 100 bei einem Raumgewicht von 50 bis 70 kg/m3, einer Stauchhärte nach DIN 53577 von 5 bis 9 kPa und einer Luftdurchlässigkeit nach ISO 9237 von 5 bis 7 1/(min &khgr; cm2) erwiesen.In its inoperative state, the filter part 38 is elastically deformed, particularly in the axial direction, as a result of which it rests without a gap against the collar 70 of the control piston 12 and the end face of the working piston 16 facing the collar 70, and here thus covers the entire flow cross-section of the outer ring channel 30. Furthermore, the filter part 38 is centered in its installed position between the control piston 12 and the working piston 16 by the webs 72 provided on the collar 70 of the control piston 12 on the outside and a small shoulder 108 on the control housing 42 of the working piston 16 or an annular bead 110 of the elastic membrane 50 attached to the working piston 16 on the inside, which also results in a slight elastic deformation of the filter part 38 in the radial direction. Due to its good deformability, the filter part 38 nevertheless conforms closely to the geometry of the ring section 74 of the outer ring channel 30 without forming a gap. It has been shown that a good compromise between sound absorption capacity and air permeability of the filter part 38 is achieved when, in the resting state of the vacuum brake booster 10, in which no vacuum is applied to the vacuum chamber 24, the degree of compression of the filter part 38 in the axial direction, ie the ratio of the thickness of the filter part 38 in the installed, deformed state to the thickness in the non-installed, undeformed state, is less than or equal to 50%. The filter part 38 also has a pore size or distribution adapted to the flow geometry of the outer ring channel 30, whereby a compromise between sound absorption capacity and air permeability is also sought here. For example, PUR filter foams with a ppi number (pores per square inch) of 60 to 100 at a density of 50 to 70 kg/m 3 , a compression hardness according to DIN 53577 of 5 to 9 kPa and an air permeability according to ISO 9237 of 5 to 7 1/(min &khgr; cm 2 ) have proven to be suitable.
Im folgenden wird die Funktionsweise des unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschriebenen Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 erläutert.The operation of the vacuum brake booster 10 described with reference to Fig. 1 is explained below.
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Wird auf das Bremspedal keine Kraft ausgeübt, so verschiebt die Rückstellfeder 40 ohne an die Unterdruckkammer 24 beispielsweise vom Saugrohr eines Ottomotors angelegtes Vakuum den Arbeitskolben 16 in Fig. 1 nach rechts. Der an dem Arbeitskolben 16 ausgebildete erste Ventilsitz 58 hebt dabei den Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 gegen die Kraft der Ventilfeder 102 vom zweiten Ventilsitz 78 am Steuerkolben 12 ab.If no force is exerted on the brake pedal, the return spring 40 displaces the working piston 16 to the right in Fig. 1 without a vacuum applied to the vacuum chamber 24, for example from the intake manifold of a gasoline engine. The first valve seat 58 formed on the working piston 16 thereby lifts the sealing section 98 of the valve part 94 against the force of the valve spring 102 from the second valve seat 78 on the control piston 12.
Wird nun ein Vakuum an die Unterdruckkammer 24 angelegt, baut sich zwischen der Unterdruckkammer 24 und der Arbeitskammer 26, welche über die noch geöffnete Ventilanordnung 28 mit der Umgebung 34 und somit Atmosphärendruck auf die weiter oben geschilderte Weise verbunden ist, eine Druckdifferenz auf. Diese Druckdifferenz übt über die Fläche des Membrantellers 48 eine Kraft aus. Sobald diese Kraft soweit angestiegen ist, daß die Vorspannkräfte der Rückstellfeder 40 und einer Feder im Hauptzylinder überwunden werden, bewegt sich der Arbeitskolben 16 und damit der auf dem ersten Ventilsitz 58 aufliegende Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 nach links in Fig. 1. Diese Bewegung erfolgt so lange, bis der Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 am zweiten Ventilsitz 78 am Steuerkolben 12 zur Anlage kommt und somit die Arbeitskammer 2 6 von der Umgebung 34 abtrennt .If a vacuum is now applied to the vacuum chamber 24, a pressure difference builds up between the vacuum chamber 24 and the working chamber 26, which is connected to the environment 34 and thus to atmospheric pressure via the still open valve arrangement 28 in the manner described above. This pressure difference exerts a force across the surface of the diaphragm plate 48. As soon as this force has increased to such an extent that the preload forces of the return spring 40 and a spring in the master cylinder are overcome, the working piston 16 and with it the sealing section 98 of the valve part 94 resting on the first valve seat 58 moves to the left in Fig. 1. This movement continues until the sealing section 98 of the valve part 94 comes to rest on the second valve seat 78 on the control piston 12 and thus separates the working chamber 26 from the environment 34.
Der weiter sinkende Druck in der Unterdruckkammer 24 bewirkt, daß der erste Ventilsitz 58 vom Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 leicht abhebt, wodurch die Unterdruckkammer 24 mit der Arbeitskammer 26 auf die weiter oben beschriebene Weise verbunden ist und somit auch die Arbeitskammer 26 evakuiert wird.The further decreasing pressure in the vacuum chamber 24 causes the first valve seat 58 to lift slightly from the sealing section 98 of the valve part 94, whereby the vacuum chamber 24 is connected to the working chamber 26 in the manner described above and thus the working chamber 26 is also evacuated.
Dieser Vorgang dauert so lange, bis in der Unterdruckkammer der volle vom Ottomotor gelieferte Unterdruck herrscht. Zwischen der Unterdruckkammer 24 und der Arbeitskammer 26 herrscht jetzt nur noch eine geringe Druckdifferenz; der Unterdruck-Bremskraftverstärker 10 befindet sich in der in Fig. 1 darge-This process continues until the full vacuum pressure supplied by the gasoline engine prevails in the vacuum chamber. There is now only a small pressure difference between the vacuum chamber 24 and the working chamber 26; the vacuum brake booster 10 is in the position shown in Fig. 1.
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stellten Fahr- oder Betriebsstellung, in der der Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 an den Ventilsitzen 58, 78 aufschwimmt.set driving or operating position in which the sealing section 98 of the valve part 94 floats on the valve seats 58, 78.
Bei Betätigung des Bremspedals wird nun der Steuerkolben 12 über die Kolbenstange 14 verschoben und der zweite Ventilsitz 78 hebt von dem Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 ab. Mit der in die Arbeitskammer 2 6 von der Umgebung 34 schnell einströmenden Außenluft erhöht sich die Druckdifferenz am Arbeitskolben 16. Die Druckdifferenz bewirkt eine Kraft, die über die ringförmig auf dem Einsatz 46 des Arbeitskolbens 16 aufliegende Reaktionsscheibe 18 und den Stößel 20 auf den federvorgespannten Hauptzylinder übertragen wird. Die Reaktionsscheibe 18 wird von links in Fig. 1 durch den Stößel 20 vollflächig und von rechts an der Auflage am Einsatz 4 6 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 106 aus, die über das Druckstück 60 und die Druckscheibe 104 in Richtung der Reaktionsscheibe 18 geschoben wurde. Mit vollflächiger Anlage der Übersetzungsscheibe 106 an der Reaktionsscheibe 18 setzt die Servounterstützung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 ein.When the brake pedal is actuated, the control piston 12 is moved via the piston rod 14 and the second valve seat 78 lifts off the sealing section 98 of the valve part 94. As the outside air flows quickly into the working chamber 26 from the environment 34, the pressure difference at the working piston 16 increases. The pressure difference causes a force which is transmitted to the spring-loaded master cylinder via the reaction disk 18, which rests in a ring shape on the insert 46 of the working piston 16, and the tappet 20. The reaction disk 18 is subjected to pressure over its entire surface from the left in Fig. 1 by the tappet 20 and in a ring shape from the right at the support on the insert 46. Since the reaction disk 18 is made of an elastomer material and therefore behaves in a quasi-hydraulic manner, deformation occurs. Its volume deviates towards the center of the working piston 16 in the direction of the transmission disk 106, which has been pushed over the pressure piece 60 and the pressure disk 104 in the direction of the reaction disk 18. When the transmission disk 106 is in full contact with the reaction disk 18, the servo support of the vacuum brake booster 10 is activated.
Über die Anlage der Übersetzungsscheibe 106 an der Reaktionsscheibe 18 wird in der Folge der über die Druckscheibe 104 an der Übersetzungsscheibe 106 anliegende Steuerkolben 12 relativ zum Steuergehäuse 42 des Arbeitskolbens 16 verschoben, bis die Ventilanordnung 28 am zweiten Ventilsitz 78 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 104 wirkenden Eingangskraft andererseits ein. Durch kurze Öffnung des Ventilsitzes 78 hat sich in der Arbeitskammer 26 ein Mischdruck eingestellt. Der Bremsdruck kann nun in Abhängigkeit von Pedal-As a result of the transmission disk 106 being in contact with the reaction disk 18, the control piston 12, which is in contact with the transmission disk 106 via the pressure disk 104, is displaced relative to the control housing 42 of the working piston 16 until the valve arrangement 28 closes again at the second valve seat 78. A balance of forces is established between the tappet and restoring force on the one hand, and the servo force acting on the working piston 16 and the input force acting via the pressure disk 104 on the other. By briefly opening the valve seat 78, a mixed pressure has been established in the working chamber 26. The brake pressure can now be adjusted depending on the pedal
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kraft und -weg eingestellt werden, wobei der Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 bei konstanten Eingangsgrößen an den Ventilsitzen 58, 78 aufschwimmt.force and travel can be adjusted, whereby the sealing section 98 of the valve part 94 floats on the valve seats 58, 78 at constant input variables.
Wird das Bremspedal entlastet, schiebt die Rückstellfeder 40 den Arbeitskolben 16 in Fig. 1 nach rechts in seine Grundstellung, während der Steuerkolben 12 durch die Ventilfeder 62 ebenfalls nach rechts verschoben wird, bis der Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 am zweiten Ventilsitz 78 zur Auflage kommt. Gleichzeitig hebt der erste Ventilsitz 58 vom Dichtabschnitt 98 des Ventilteils 94 ab. Der Evakuiervorgang der Arbeitskammer 26 schließt sich an, bis sich der Unterdruck-Bremskraftverstärker 10 wieder in seiner Fahr- oder Betriebsstellung befindet.If the brake pedal is released, the return spring 40 pushes the working piston 16 in Fig. 1 to the right into its basic position, while the control piston 12 is also pushed to the right by the valve spring 62 until the sealing section 98 of the valve part 94 comes to rest on the second valve seat 78. At the same time, the first valve seat 58 lifts off the sealing section 98 of the valve part 94. The evacuation process of the working chamber 26 follows until the vacuum brake booster 10 is back in its driving or operating position.
Es ist ersichtlich, daß das Filterteil 38 infolge seiner Anordnung im äußeren Ringkanal 30 sowohl bei der durch die Ventilanordnung 28 bewirkten Verbindung zwischen der Arbeitskammer 26 und der Unterdruckkammer 24 als auch bei der durch die Ventilanordnung 28 bewirkten Verbindung zwischen der Arbeitskammer 26 und der Umgebung 34 von Luft durchströmt wird.It is evident that the filter part 38, due to its arrangement in the outer annular channel 30, is flowed through by air both during the connection between the working chamber 26 and the vacuum chamber 24 brought about by the valve arrangement 28 and during the connection between the working chamber 26 and the environment 34 brought about by the valve arrangement 28.
Bei Verbindung der evakuierten Arbeitskammer 26 mit der Umgebung 34, bei der im Unterdruck-Bremskraftverstärker 10 die größten Strömungsgeschwindigkeiten herrschen, trägt der Luftstrom die Schallwellen, welche beim Umströmen der Kanten im weiteren Ringkanal 36 (Stege 86 des Endstücks 82, Ringabschnitt 90 des Bund 92 am Druckstück 60, Längsrippen 88 der Hülse 64), der Kanten an der Ventilanordnung 28 (Ventilteil 94, zweiter Ventilsitz 78 am Bund 76 der Hülse 64) sowie der Kanten im äußeren Ringkanal 30 (Längsrippen 68 der Hülse 64, Steuergehäuse 42 des Arbeitskolbens 16) erzeugt werden, zum Filterteil 38, wo sie gedämpft bzw. absorbiert werden. Da der Steuerkolben 12 bei am zweiten Ventilsitz 78 geöffneter Ventilanordnung 28 in Richtung des Arbeitskolbens 16 und relativ dazu um den Ven-When the evacuated working chamber 26 is connected to the environment 34, where the highest flow speeds prevail in the vacuum brake booster 10, the air flow carries the sound waves which are generated when flowing around the edges in the further ring channel 36 (webs 86 of the end piece 82, ring section 90 of the collar 92 on the pressure piece 60, longitudinal ribs 88 of the sleeve 64), the edges on the valve arrangement 28 (valve part 94, second valve seat 78 on the collar 76 of the sleeve 64) and the edges in the outer ring channel 30 (longitudinal ribs 68 of the sleeve 64, control housing 42 of the working piston 16) to the filter part 38, where they are dampened or absorbed. Since the control piston 12 moves in the direction of the working piston 16 and relative to it around the valve when the valve arrangement 28 is open at the second valve seat 78, the sound waves are generated when the valve arrangement 28 is open at the second valve seat 78.
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tilöffnungsweg verschoben ist, sich mithin der Bund 70 am Steuerkolben 12 der dem Bund 70 zugewandten Stirnfläche des Arbeitskolbens 16 angenähert hat, wurde das Filterteil 38 im Ringabschnitt 74 des äußeren Ringkanals 30 komprimiert und somit sein Schallabsorptionsvermögen erhöht. Nachdem das Filterteil 38 hier im durchmessergrößten Bereich der Strömungskanäle des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 angeordnet ist und somit eine relativ große Anströmfläche besitzt, setzt es auch im komprimierten Zustand der Luftströmung keinen übermäßigen Widerstand entgegen, welcher der Funktion des Unterdruck-Bremskraftverstärkers im Hinblick auf seine Ansprechzeiten bzw. Vorlauf- und Rücklaufgeschwindigkeiten abträglich wäre. Im Ergebnis erreichen die Schallwellen die Arbeitskammer 26 nicht bzw. nur so stark gedämpft, daß sie auch nach Verstärkung durch den Trichtereffekt des Gehäuses 22 die Gehäusewandungen nicht zum Schwingen anregen können und im Fahrgastraum nicht wahrnehmbar sind.valve opening path has been shifted, and the collar 70 on the control piston 12 has therefore come closer to the end face of the working piston 16 facing the collar 70, the filter part 38 in the ring section 74 of the outer ring channel 30 has been compressed and its sound absorption capacity has thus increased. Since the filter part 38 is arranged here in the area of the flow channels of the vacuum brake booster 10 with the largest diameter and thus has a relatively large inflow area, it does not offer any excessive resistance to the air flow even in the compressed state, which would be detrimental to the function of the vacuum brake booster with regard to its response times or forward and reverse speeds. As a result, the sound waves do not reach the working chamber 26 or only reach it so strongly dampened that even after being amplified by the funnel effect of the housing 22, they cannot cause the housing walls to vibrate and are not perceptible in the passenger compartment.
Bei Verbindung der Arbeitskammer 2 6 mit der Unterdruckkammer 24, bei der die Strömungsrichtung umgekehrt und Luft aus der Arbeitskammer 26 abgesaugt wird, mindert das Filterteil 38 die Geräuschentwicklung durch Vergleichmäßigung und geringfügige Geschwindigkeitsreduzierung der Luftströmung durch den äußeren und den inneren Ringkanal 30, 32. Bei der hier am ersten Ventilsitz 58 geöffneten Ventilanordnung 28 ist der Bund 70 des Steuerkolbens 12 weiter von der dem Bund 70 zugewandten Stirnfläche des Arbeitskolbens 16 entfernt als in der Fahr- oder Betriebsstellung des Unterdruck-Bremskraftverstärker 10, so daß der Ringabschnitt 74 des äußeren Ringkanals 30 einen größeren Strömungsquerschnitt als in der Fahr- oder Betriebsstellung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 10 und somit das stets an den Wandungen des Ringabschnitts 74 anliegende Filterteil 38 eine bessere Luftdurchlässigkeit aufweist.When the working chamber 26 is connected to the vacuum chamber 24, in which the flow direction is reversed and air is sucked out of the working chamber 26, the filter part 38 reduces the noise development by equalizing and slightly reducing the speed of the air flow through the outer and inner ring channels 30, 32. In the valve arrangement 28 opened here at the first valve seat 58, the collar 70 of the control piston 12 is further away from the end face of the working piston 16 facing the collar 70 than in the driving or operating position of the vacuum brake booster 10, so that the ring section 74 of the outer ring channel 30 has a larger flow cross-section than in the driving or operating position of the vacuum brake booster 10 and thus the filter part 38, which always rests against the walls of the ring section 74, has better air permeability.
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