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Die
Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeugbremsanlagen
mit einem Verstärkergehäuse, welches
durch eine, mit einem pneumatischen Differenzdruck beaufschlagbare,
axial bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer
dichtend unterteilt ist, sowie mit einem den Differenzdruck steuernden,
in einem Steuergehäuse
angeordneten Steuerventil, wobei die bewegliche Wand durch einen
am Steuergehäuse
sich abstützenden
Membranteller und eine daran anliegende Membran gebildet ist, welche
einen radial innenliegenden Dichtwulst aufweist.
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Ein
derartiger Bremskraftverstärker
ist beispielsweise aus der
DE
39 13 263 A1 bekannt, welcher einen Membranteller umfasst,
dessen radial innenliegender Bereich eine ringförmige Wölbung aufweist, wobei eine
im Steuergehäuse
ausgebildete Abstützfläche für den Membranteller
eine entsprechende gewölbte
Kontur aufweist und an dem Dichtwulst ebenfalls eine gewölbte Anlagefläche zur
Anlage an die Wölbung
des Membrantellers vorgesehen ist. Der Dichtwulst ist zur axialen
Sicherung des Membrantellers in einer umlaufenden Nut eingeknöpft, die
eine kreissegmentförmige
Krümmung
aufweist, welche mit einer Wölbung
an dem Dichtwulst zusammenwirkt. Als nachteilig wird die aufwendige Ausgestaltung
und Herstellung der Schnittstelle zwischen Steuergehäuse, Membranteller
und Membran sowie der einzelnen Bauteile angesehen. Ferner erfordert
die bekannte Anordnung des Membrantellers und der Membran an dem
Steuergehäuse
einen großen
radialen Bauraum.
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Daher
ist es Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Bremskraftverstärker bereitzustellen,
welcher eine einfachere Ausgestaltung von Steuergehäuse, Membranteller
und Membran mit geringem radialen Bauraum aufweist, wobei gleichzeitig eine
sichere Einspannung der Membran sowie eine Abdichtung der Kammern
gewährleistet
ist.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass das Steuergehäuse
mindestens eine kreissegmentartige, nutenförmige Ausnehmung aufweist,
in welcher nach der Montage der Membran ein kreissegmentartiger Abschnitt
des Dichtwulstes angeordnet ist, wodurch der Membranteller und die
Membran in axialer Richtung auf dem Steuergehäuse gesichert sind. Gleichzeitig
ist durch den kreissegmentartigen Abschnitt generell ein geringer
und partiell ein extrem geringer radialer Bauraum und dadurch eine
einfache und kostengünstige
Ausgestaltung der Bauteile möglich, wodurch
Vorteile im Packaging und im Werkstoffeinsatz erzielt werden können. Ferner
sind durch eine Vorspannung der Membran nach radial innen keine weiteren
Mittel zur axialen und radialen Fixierung des Membrantellers und
der Membran notwendig.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Dichtwulst im
Bereich des kreissegmentartigen Abschnittes einen radial nach innen
ausgebildeten Fortsatz auf, welcher nach der Montage der Membran
auf das Steuergehäuse
in der nutenförmigen
Ausnehmung vorgesehen ist, wobei der Dichtwulst eine umlaufende
Dichtfläche
aufweist, welche an einer Außenseite
des Steuergehäuses
dichtend anliegt. Es findet somit eine Trennung der Funktionen Abdichten
der Kammern und axiale Sicherung des Membrantellers statt, wodurch
eine weitere Vereinfachung bei der Ausgestaltung ermöglicht wird.
Vorzugsweise weist hierzu der Membranteller einen radial innenliegenden,
axial ausgerichteten Randbereich mit einer radial innenliegenden
Ringfläche
auf, welcher die Außenseite
des Steuergehäuses
umgreift und welcher mit einem freien Ende an einer Anschlagfläche des
Steuergehäuses
anliegt, wobei der Randbereich nach Montage des Membrantellers auf das
Steuergehäuse
die nutenförmige
Ausnehmung teilweise bedeckt.
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Um
im Falle eines Druckstoßes
von der Seite der Unterdruckkammer ein Ausknöpfen der Membran zu verhindern,
ist die umlaufende Dichtfläche
an einer an den Dichtwulst angeformten Dichtlippe vorgesehen, welche
in einem Bereich außerhalb
des kreissegmentartigen Abschnittes des Dichtwulstes einen Druckabbau
von der Unterdruckkammer in Richtung Arbeitskammer ermöglicht.
Damit kann der Druck zusätzlich
zu einer Verbindung zwischen den beiden Kammern sehr schnell abgebaut
werden.
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Eine
gleichmäßige Einspannung
der Membran wird dadurch erreicht, dass das Steuergehäuse mehrere
am Umfang verteilte kreissegmentartige, nutenförmige Ausnehmungen aufweist,
in welche nach der Montage der Membran jeweils ein kreissegmentartiger
Abschnitt des Dichtwulstes angeordnet ist.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung und ein Montageverfahren hierzu ergibt sich dadurch, dass
mindestens ein kreissegmentartiger Abschnitt des radial innenliegenden,
axial ausgerichteten Randbereichs des Membrantellers eine radial
nach außen
ausgebildete Wölbung
aufweist, wobei der kreissegmentartige Abschnitt des Randbereichs
nach Montage des Membrantellers und der Membran mindestens teilweise
im Bereich außerhalb
der nutenförmigen
Ausnehmung des Steuergehäuses angeordnet
ist, wodurch die Montage der Membran vereinfacht wird. Dabei sieht
das Montageverfahren folgende Arbeitschritte vor: Montage des Membrantellers
auf dem Steuergehäuse, dass
das freie Ende des Randbereichs an der Anlagefläche des Steuergehäuses anliegt
und sich der kreissegmentartige Abschnitt des Randbereichs mit der
radial nach außen
gerichteten Wölbung
sich über der
nutenförmigen
Ausnehmung des Steuergehäuses
befindet, Montage der Membran auf das Steuergehäuse, dass die Membran an dem
Membranteller anliegt und der Fortsatz des Dichtwulstes zwischen der
Wölbung
des Randbereiches und dem Steuergehäuse in die nutenförmige Ausnehmung
hineingeschoben wird und Verdrehen des Membrantellers, dass der
Abschnitt des Randbereiches mit der nach außen radial gerichteten Wölbung sich
mindestens teilweise außerhalb
der nutenförmigen
Ausnehmung des Steuergehäuses
befindet.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, welche Ausführungsbeispiele zeigt.
Es zeigt jeweils stark schematisiert sowie im Schnitt:
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1 eine
Teilansicht eines bekannten Bremskraftverstärkers im Längsschnitt;
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2 einen
Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers im
Querschnitt;
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3 einen
Schnitt entlang der Linie A-A durch die Ausführungsform gemäß 2;
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4 einen
Schnitt entlang der Linie B-B durch die Ausführungsform gemäß 2;
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5 einen
Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers im
Querschnitt;
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6 einen
Schnitt entlang der Linie A-A durch die Ausführungsform gemäß 5 und
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7 einen
Schnitt entlang der Linie B-B durch die Ausführungsform gemäß 5.
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Das
lediglich schematisch angedeutete Verstärkergehäuse 1 eines in 1 gezeigten
bekannten Bremskraftverstärkers
einer Kraftfahrzeugbremsanlage ist durch eine axial bewegliche Wand 2 in
eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer 4 unterteilt.
Die axial bewegliche Wand 2 besteht aus einem aus Blech
tiefgezogenen Membranteller 8 und einer daran anliegenden
flexiblen Membran 18, die nicht näher dargestellt zwischen dem äußeren Umfang
des Membrantellers 8 und dem Verstärkergehäuse 1 eine Membran
als Abdichtung bildet.
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Ein
durch ein Eingangsglied 7 betätigbares Steuerventil 12 ist
in einem im Verstärkergehäuse 1 abgedichtet
geführten,
die bewegliche Wand 2 tragenden Steuergehäuse 5 untergebracht
und besteht aus einem am Steuergehäuse 5 ausgebildeten
ersten Dichtsitz 15, einem an einem mit dem Eingangsglied 7 verbundenen
Ventilkolben 9 ausgebildeten zweiten Dichtsitz 16 sowie
einem mit beiden Dichtsitzen 15,16 zusammenwirkenden
Ventilkörper 10,
der mittels einer sich an einem Haltering 21 abstützenden
Ventilfeder 22 gegen die Ventilsitze 15,16 gedrückt wird.
Die Arbeitskammer 3 ist mit der Unterdruckkammer 4 über einen
seitlich im Steuergehäuse 5 verlaufenden
Kanal 28 verbindbar. Das Eingangsglied 7 ist mit
einem nicht dargestellten Bremspedal verbunden.
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Die
Bremskraft wird über
eine stirnseitig am Steuergehäuse 5 anliegende
gummielastische Reaktionsscheibe 6 sowie eine einen Kopfflansch 23 aufweisende
Druckstange 14 auf einen Betätigungskolben eines nicht dargestellten
Hauptzylinders der Bremsanlage übertragen,
der am unterdruckseitigen Ende des Unterdruckbremskraftverstärkers angebracht
ist. Die an dem Eingangsglied 7 eingeleitete Eingangskraft
wird auf die Reaktionsscheibe 6 mittels des Ventilkolbens 9 übertragen.
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Eine
in der Zeichnung schematisch dargestellte Rückstellfeder 26, die
sich an der unterdruckseitigen Stirnwand des Verstärkergehäuses 1 an
einem nicht gezeigten Flansch abstützt, hält die bewegliche Wand 2 in
der gezeigten Ausgangsstellung. Außerdem ist eine Rückholfeder 27 vorgesehen,
die zwischen dem Eingangsglied 7 und einem am Haltering 21 anliegenden,
den Ventilkörper 10 am
Haltering 21 sichernden Abstützring 40 angeordnet
ist und deren Kraft für
eine Vorspannung des Ventilkolbens 9 bzw. seines Ventilsitzes 16 gegenüber dem
Ventilkörper 10 sorgt.
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Um
die Arbeitskammer 3 bei der Betätigung des Steuerventils 12 mit
der Atmosphäre
verbinden zu können,
ist schließlich
im Steuergehäuse 5 ein
annähernd
radial verlaufender Kanal 29 ausgebildet. Die Rückkehrbewegung
des Ventilkolbens 9 am Ende eines Bremsvorganges wird dabei
durch ein Querglied 11 begrenzt, das in der in der Zeichnung gezeigten
Lösestellung
des Unterdruckbremskraftverstärkers
an einem das Steuergehäuse 5 im
Verstärkergehäuse 1 abgedichtet
führenden
Gleitdichtring 13 anliegt.
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Der
Ventilkörper 10 weist
eine mit den beiden Dichtsitzen 15,16 zusammenwirkende
ringförmige Dichtfläche 42 auf,
die mittels einer metallischen Versteifungsscheibe 41 versteift
ist und mit mehreren axialen Durchlässen 19 versehen ist.
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Im
Steuergehäuse 5 ist
ein pneumatischer Raum 17 begrenzt. In dem Ventilkörper 10 ist
ein im Querschnitt U-förmig
ausgebildetes, ringförmiges Versteifungselement 35 angeordnet,
an dem die Ventilfeder 22 abgestützt ist und das mehrere, den Durchlässen 19 des
Ventilkörpers 10 gegenüberliegend
ausgebildete Öffnungen 20 aufweist.
Die durch die Durchlässe 19 und
die Öffnungen 20 gebildeten, näher nicht
bezeichneten Strömungskanäle verbinden
den pneumatischen Raum 17 mit einem durch die Dichtsitze 15,16 begrenzten
Ringraum 24, in dem der oben erwähnte pneumatische Kanal 29 mündet, so
dass der auf der der Dichtfläche 42 abgewandten Seite
des Ventilkörpers 10 ausgebildete
pneumatische Raum 17 ständig
mit der Arbeitskammer 3 in Verbindung steht und am Ventilkörper 10 ein
Druckausgleich stattfindet.
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Die
Membran 18 des bekannten Bremskraftverstärkers weist
einen Dichtwulst 43 auf, welcher unter Zuhilfenahme einer
radial nach innen gerichteten Vorspannung in eine umlaufende Nut 44 des Steuergehäuses 5 eingeknöpft ist.
An die Nut 44 schließt
sich eine Abstützfläche 45 für einen
radial innenliegenden Bereich des Membrantellers 8 an,
welcher als ringförmige
Wölbung 46 ausgebildet
ist, wobei die Kontur der Abstützfläche 45 der
gewölbten Form
der Wölbung 46 entspricht.
Ebenso ist an dem Dichtwulst 43 eine gewölbte Anlagefläche 47 zur
Anlage an der Wölbung 46 des
Membrantellers 8 vorgesehen. Ferner weist die umlaufende
Nut 44 eine kreissegmentförmige Krümmung 48 auf, welche
mit der gewölbten
Anlagefläche 47 des
Dichtwulstes 43 zusammenwirkt.
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Die
Funktionsweise und der grundsätzliche Aufbau
der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung
unterscheiden sich nicht von der Funktionsweise und von dem grundsätzlichen
Aufbau dem gemäß 1 beschriebenen bekannten Bremskraftverstärkers, so
dass lediglich die für
die Erfindung wesentlichen Teile im Folgenden dargestellt und beschrieben
werden. Gleiche Bauteile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen und
werden nachstehend nicht mehr beschrieben.
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Aus
den 2 bis 4 ist ein Ausschnitt eines ersten
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers zu
entnehmen bzw. sind lediglich die Bauteile Steuergehäuse, Membranteller
und Membran gezeigt, wobei 2 einen
Querschnitt zeigt.
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Ein
Steuergehäuse 50 des
ersten Ausführungsbeispiels
mit einem ersten großen
Außendurchmesser
D1 und einem zweiten kleinen Außendurchmesser
D2 weist mindestens eine kreissegmentartige, nutenförmige Ausnehmung 51 mit
einem Nutdurchmesser D3 auf, in welcher ein kreissegmentartiger
Abschnitt 52 eines Dichtwulstes 54 einer Membran 53 nach
der Montage der Membran 53 auf das Steuergehäuse 50 angeordnet
ist. Es können
im Rahmen der Erfindung auch mehrere am Umfang verteilte Ausnehmungen 51 – beispielsweise
zwei gegenüberliegende – vorgesehen
sein, in die jeweils ein kreissegmentartiger Abschnitt 52 eines
Dichtwulstes 54 angeordnet ist.
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Insbesondere
aus den 3 und 4, welche
Schnitte durch den in 2 gezeigten Ausschnitt entlang
den Linien A-A und B-B zeigen, geht hervor, dass ein Membranteller 55 des
Bremskraftverstärkers
einen radial innenliegenden, axial ausgerichteten Randbereich 56 mit
einer radial innenliegenden Ringfläche 57 aufweist, welcher
eine Außenseite 58 des
Steuergehäuses 50 im
Bereich des kleinen Außendurchmessers
D2 umgreift. Mit einem freien Ende 59 des Randbereiches 56 liegt
der Membranteller 55 nach der Montage auf dem Steuergehäuse 50 an
einer Anschlagfläche 60 des
Steuergehäuses 50 an,
wobei die Anschlagfläche 60 durch
die Abstufung des Steuergehäuses 50 mit dem
ersten und dem zweiten Außendurchmesser
D1, D2 gebildet ist.
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Aus 4,
welche einen Schnitt im Bereich der nutenförmigen Ausnehmung 51 zeigt,
ist zu entnehmen, dass die Ringfläche 57 des Randbereichs 56 nach
Montage des Membrantellers 55 auf das Steuergehäuse 50 die
nutenförmige
Ausnehmung 51 teilweise bedeckt.
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Der
Dichtwulst 54 weist im Bereich des kreissegmentartigen
Abschnittes 52 einen radial nach innen ausgebildeten Fortsatz 61 auf,
welcher nach der Montage der Membran 53 auf das Steuergehäuse 50 in
der nutenförmigen
Ausnehmung 51 vorgesehen ist. Der Fortsatz 61 wird
bei der Montage durch eine Öffnung,
welche durch die lediglich teilweise Abdeckung der Ausnehmung 51 durch
den Randbereiche 56 entsteht, in die Ausnehmung 51 hineingeschoben.
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Durch
eine Vorspannung der Membran 53 nach radial innen, sowie
der quasi formschlüssigen Verbindung
von Membranteller 55, Membran 53 und Steuergehäuse 50 im
Bereich der nutenförmigen Ausnehmungen 51,
sind keine weiteren Mittel zur axialen und radialen Fixierung des
Membrantellers 55 und der Membran 53 notwendig.
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Ferner
weist der Dichtwulst 54 eine umlaufende Dichtfläche 62 auf,
welche an einer an den Dichtwulst 54 angeformten Dichtlippe 63 vorgesehen ist.
Die Dichtlippe 63 liegt mit ihrer Dichtfläche 62 an der
Außenseite 58 des
Steuergehäuses 50 an
und dient der Abdichtung der beiden Kammern 3,4 des Bremskraftverstärkers. Außerdem ermöglicht die Dichtlippe 63 außerhalb
des kreissegmentartigen Abschnittes 52 des Dichtwulstes 54 mit
dem Fortsatz 61 einen dynamischen Druckabbau von der Unterdruckkammer 4 in
Richtung Arbeitskammer 3 im Falle eines Druckstoßes von
der Seite der Unterdruckkammer 4. Ein derartiger Druckstoß entsteht
beispielsweise bei einer Betätigung
des Bremskraftverstärkers
ohne Vakuum bei geöffneten
Radkreisen oder bei plötzlichem
Abziehen eines Vakuumschlauches von der Unterdruckkammer 4.
Da somit der Druckabbau nicht nur über den in 1 gezeigten
Kanal 28 zwischen Unterdruckkammer 4 und Arbeitskammer 3 erfolgt,
sondern auch sehr schnell über
die Dichtlippe 63, wird ein Ausknöpfen der Membran 53 vermieden.
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Aus
den 5 bis 7 ist ein Ausschnitt eines zweiten
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers zu
entnehmen bzw. sind lediglich die Bauteile Steuergehäuse, Membranteller
und Membran gezeigt, wobei 5 einen
Querschnitt, 6 einen Schnitt entlang der
Linie A-A in 5 und 7 einen
Schnitt entlang der Linie B-B in 5 zeigt.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
unterschiedet sich zum ersten Ausführungsbeispiel lediglich in der
Ausgestaltung des Randbereiches 56 des Membrantellers 55,
nämlich
derart, dass mindestens ein kreissegmentartiger Abschnitt 64 des
radial innenliegenden, axial ausgerichteten Randbereichs 56 des Membrantellers 55 eine
radial nach außen
ausgebildete Wölbung 65 aufweist,
wobei der kreissegmentartige Abschnitt 64 des Randbereichs 56 nach
Montage des Membrantellers 55 und der Membran 53 im Bereich
außerhalb
der kreissegmentartigen, nutenförmigen
Ausnehmung 51 des Steuergehäuses 50 angeordnet
ist.
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Als
erster Schritt bei der Montage des zweiten Ausführungsbeispiels erfolgt Montage
des Membrantellers 55 auf dem Steuergehäuse 50 derart, dass
das freie Ende 59 des Randbereichs 56 an der Anlagefläche 60 des
Steuergehäuses 50 anliegt
und sich der kreissegmentartige Abschnitt 64 des Randbereichs 56 mit
der radial nach außen
gerichteten Wölbung 65 über der
nutenförmigen
Ausnehmung 51 des Steuergehäuses 50 befindet.
Hiernach wird die Membran 53 auf das Steuergehäuse 50 montiert,
indem der Fortsatz 61 des Dichtwulstes 54 zwischen der
Wölbung 65 des
Randbereiches 56 und dem Steuergehäuse 50 in die nutenförmige Ausnehmung 51 hineingeschoben
wird bis die Membran 53 an dem Membranteller 55 anliegt.
Dann erfolgt ein Verdrehen des Membrantellers 55 in 5 nach
rechts oder links, bis der Abschnitt 64 des Randbereiches 56 mit der
nach außen
radial gerichteten Wölbung 65 sich mindestens
teilweise außerhalb
der nutenförmigen Ausnehmung 51 des
Steuergehäuses 50 befindet.
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- 1
- Verstärkungsgehäuse
- 2
- bewegliche
Wand
- 3
- Arbeitskammer
- 4
- Unterdruckkammer
- 5
- Steuergehäuse
- 6
- Reaktionsscheibe
- 7
- Eingangsglied
- 8
- Membranteller
- 9
- Ventilkolben
- 10
- Ventilkörper
- 11
- Querglied
- 12
- Steuerventil
- 13
- Gleitdichtring
- 14
- Druckstange
- 15
- Dichtsitze
- 16
- Dichtsitze
- 17
- Raum
- 18
- Membran
- 19
- Durchlass
- 20
- Öffnung
- 21
- Haltering
- 22
- Ventilfeder
- 23
- Kopfflansch
- 24
- Ringraum
- 25
- Ausnehmung
- 26
- Rückstellfeder
- 27
- Rückholfeder
- 28
- Kanal
- 29
- Kanal
- 30
- Kugelkopf
- 31
- Lanciernase
- 32
- Mittel
- 33
- Ausnehmung
- 34
- Anlagefläche
- 35
- Versteifungselement
- 36
- Mittel
- 37
- Hinterschneidung
- 38
- Arm
- 39
- Ausnehmung
- 40
- Abstützring
- 41
- Versteifungsscheibe
- 42
- Dichtfläche
- 43
- Dichtwulst
- 44
- Nut
- 45
- Abstützfläche
- 46
- Wölbung
- 47
- Anlagefläche
- 48
- Krümmung
- 50
- Steuergehäuse
- 51
- Ausnehmung
- 52
- Abschnitt
- 53
- Membran
- 54
- Dichtwulst
- 55
- Membranteller
- 56
- Randbereich
- 57
- Ringfläche
- 58
- Außenseite
- 59
- Ende
- 60
- Anschlagfläche
- 61
- Fortsatz
- 62
- Dichtfläche
- 63
- Dichtlippe
- 64
- Abschnitt
- 65
- Wölbung
- D1
- Außendurchmesser
- D2
- Außendurchmesser
- D3
- Nutdurchmesser