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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Bremskrafterzeuger für eine Fahrzeugbremsanlage mit
einem Krafteingangsglied zum Einleiten einer Betätigungskraft, einer Kraftübertragungsanordnung und
einem Kraftausgangsglied zum Abgeben einer Bremskraft an eine hydraulische
Hauptbremszylinderanordnung, wobei die Kraftübertragungsanordnung ein Gehäuse aufweist,
in dem das Kraftausgangsglied aufgenommen ist, wobei das Kraftausgangsglied über ein
Positionierelement in radialer Richtung positionierend in dem Gehäuse gehalten ist.
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In
modernen Kraftfahrzeugbremsanlagen werden Bremskrafterzeuger eingesetzt,
um eine Bremspedalbetätigungskraft,
die von einem Fahrer auf das Bremspedal ausgeübt wird, zu verstärken oder
in Abhängigkeit
von der Bremspedalbetätigung eine
entsprechende Bremskraft "synthetisch" zu erzeugen. Ziel
dabei ist es, die von dem Fahrer aufzubringende Pedalbetätigungskraft
auf moderatem Niveau zu halten und über den Bremskrafterzeuger
hinreichend große
Bremskräfte
zu erzeugen, mit denen dann eine hinreichend gute Bremswirkung im
hydraulischen Bremssystem erzielt werden kann.
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Wie
im Fahrzeugbau allgemein üblich,
wird auch das Bremssystem während
der Montage eines Kraftfahrzeugs aus verschiedenen Komponenten zusammengesetzt.
Dabei wird der Bremskrafterzeuger über sein Kraftausgangsglied
in der Regel mit einer hydraulischen Hauptbremszylinderanordnung
gekoppelt, über
die dann das hydraulische Bremssystem angesteuert wird. Dabei ist
es erforderlich, das Kraftausgangsglied des Bremskrafterzeugers
in eine dafür
vorgesehene Aufnahmeöffnung
innerhalb der Hauptbremszylinderanordnung einzuführen. Aufgrund des relativ
geringen zur Verfügung
stehenden Bau- und Montageraums kann an dem Kraftausgangsglied zu
dessen Positionierung relativ zu der Hauptbremszylinderanordnung
während
der Montage allenfalls in sehr eingeschränktem Umfang manipuliert werden.
Aus diesem Grund werden die angesprochenen Bremskrafterzeuger oftmals
mit Positionierelementen versehen, die eine Vorpositionierung des
Kraftausgangsglieds in radialer Richtung gewährleisten.
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Hierzu
sei auf das Dokument
DE
100 19 423 A1 verwiesen. Dort ist ein als pneumatischer
Bremskraftverstärker
ausgebildeter Bremskrafterzeuger gezeigt, dessen Kraftausgangsglied über ein
nicht näher
beschriebenes und lediglich in den Figuren gezeigtes Positionierelement
in dem Steuerventilgehäuse
gehalten und in radialer Richtung positioniert wird. Das Positionierelement
ist in diesem Beispiel ringförmig
ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl an seinem äußeren Umfang angeordneter Krallhaken. Die
Krallhaken geben beim Einführen
in die hohlzylindrische Öffnung
des Steuerventilgehäuses
elastisch nach und verklemmen sich in dieser. Es hat sich jedoch
gezeigt, dass ein derart ausgebildetes Positionierelement beispielsweise
zu Wartungs- oder Reparaturzwecken in der Regel nicht von dem Steuerventilgehäuse entfernt
werden kann, ohne dieses oder das Steuerventilgehäuse zu beschädigen. Ferner
hat sich gezeigt, dass die Krallhaken beim Montieren aufgrund der
vorspannungsbedingt relativ großen
Radialkräfte
zu Riefenbildung und Materialabtrag an dem Steuerventilgehäuse führen, insbesondere
weil dies oftmals aus Kunststoff hergestellt wird. Der Materialabtrag
kann die Funktionsweise des Bremskrafterzeugers beeinträchtigen,
was grundsätzlich
zu vermeiden ist. Darüber
hinaus bergen derartige Positionierelemente auch das Risiko einer
fehlerhaften Montage. Derartige Positionierelemente werden oftmals
schräg
oder exzentrisch in das Steuerventilgehäuse eingebracht, was ebenfalls
die Funktionsweise des Bremskrafterzeugers beeinträchtigen
kann.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bremskrafterzeuger
der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, bei dem das Positionierelement
die vorstehend beschriebenen Nachteile des Stands der Technik bei
einfacher und kostengünstiger
Gestaltung vermeidet.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Bremskrafterzeuger der eingangs bezeichneten
Art gelöst,
bei dem vorgesehen ist, dass das Gehäuse mit einer Mehrzahl von
Haltestegen ausgebildet ist und dass das Positionierelement mit
wenigstens einem Spannbügel
ausgebildet ist, der unter elastischer Deformation an wenigstens
zwei Haltestegen angreift.
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Statt
eines Positionierelements, das sich über Krallhaken in dem Steuerventilgehäuse verankert,
sieht die vorliegende Erfindung demnach vor, dass das Gehäuse mit
Haltestegen und das Positionierelement mit wenigstens einem elastisch
deformierbaren federartigen Spannbügel ausgebildet ist, der mit
den Haltestegen zusammenwirkt. Dadurch lassen sich die vorstehend
beschriebenen Nachteile, insbesondere das Ver haken und der unerwünschte Materialabtrag
am Steuerventilgehäuse,
der durch die Krallhaken verursacht wird, vermeiden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine
Spannbügel
an einem zentralen Positionierung integral angeformt ist. Das Positionierelement
kann so als integrales Bauteil ausgebildet werden, wobei der Positionierung
für die
Positionierung des Kraftausgangsglieds des Bremskrafterzeugers genutzt
werden kann.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens
eine Spannbügel kreissegmentförmig ausgebildet
ist und über
zwei radiale Verbindungsarme mit dem zentralen Positionierung verbunden
ist. Dadurch lässt
sich eine hinreichend gute aber dennoch lösbare Fixierung des Positionierelements
an dem Gehäuse
erreichen, insbesondere aufgrund der Tatsache, dass der Spannbügel gleichmäßig elastisch
deformiert wird und sicher an dem Positionierung gehalten wird.
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Eine
Ausführungsvariante
der Erfindung sieht vor, dass sich der wenigstens eine Spannbügel über einen
Winkelbereich von 45° bis
135°, vorzugsweise
von 70° bis
110°, am
meisten bevorzugt im Bereich von 90°, erstreckt.
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Um
eine ausgeglichene elastische Deformation und eine hinreichend genaue
zentrische Positionierung des Positionierelements innerhalb des
Gehäuses
erreichen zu können,
sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das
Positionierelement zwei Spannbügel
aufweist, die an entgegengesetzten Seiten des Positionierelements,
vorzugsweise in symmetrischer Anordnung, ausgebildet sind. Durch
diese Maßnahme
wird gewährleistet, dass
das Positionierelement gleichmäßig entlang
der beiden Spannbügel
elastisch deformiert wird.
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Vorzugsweise
ist das Positionierelement aus elastisch deformierbarem Kunststoff
oder aus Federstahl hergestellt. Dies erleichtert die Fertigung
als Spritzgussteil oder Stanzteil.
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Hinsichtlich
des Gehäuses
kann vorgesehen sein, dass dieses mit einem kreiszylindrischen Gehäuseabschnitt
versehen ist, an dessen Innenumfang, vorzugsweise in regelmäßigen Winkelabschnitten,
die Haltestege angeordnet sind. Die Haltestege erstrecken sich dabei
vorzugsweise in axialer Richtung und springen in radialer Richtung
nach innen vor, was eine einfache Fertigung des Gehäuses aus formstabilem
Kunststoff im Rahmen eines Spritzgießverfahrens möglich macht.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht im Zusammenhang mit der Gestaltung
des Gehäuses vor,
dass die Haltestege mit einem Stufenprofil versehen sind, welches
das Positionierelement in radialer Richtung und in axialer Richtung
positioniert. So liegt das Positionierelement mit seiner radial äußeren Fläche an den
radial einwärts
weisenden Stirnflächen der
Haltestege an. Ferner liegt das Positionierelement im Bereich des
Stufenprofils auch mit einer Axialfläche an einer korrespondierenden
Axialstirnfläche des
Stufenprofils an. Das Positionierelement wird somit sowohl in radialer
Richtung als auch in axialer Richtung positioniert, was eine fehlerfreie
Montage und eine stets hinreichend genaue Ausrichtung relativ zu
dem Kraftausgangsglied bewirkt.
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Um
die Montage des Positionierelements weiter zu erleichtern, sieht
eine Ausführungsform
der Erfindung vor, dass die Haltestege mit Einführschrägen versehen sind, die das
Positionierelement beim Einführen
in radialer Richtung positionieren. Dabei gleitet das Positionierelement
beim Einführen
in das Gehäuse
an den Einführschrägen ab und
wird so unmittelbar in seiner radialen Soll-Position positioniert.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse ein Steuerventilgehäuse einer
pneumatischen Bremskraftverstärkungsanordnung
ist. Die Erfindung ist aber nicht auf eine pneumatische Bremskraftverstärkungsanordnung,
das heißt
einen Vakuumbremskraftverstärker,
beschränkt
sondern erstreckt sich gleichermaßen auf Anordnungen, bei denen
die Pedalbetätigungskraft
für die
Bremskrafterzeugung weitgehend ungenützt bleibt und die Bremskraft
rein synthetisch, beispielsweise über eine pneumatische oder
hydraulische oder eine elektropneumatische bzw. elektrohydraulische
Anordnung erzeugt wird.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Positionierelement für einen
Bremskrafterzeuger der vorstehend beschriebenen Art. Dieses Positionierelement
ist ausgeführt
mit wenigstens einem Spannbügel,
der in radialer Richtung elastisch deformierbar ist, wobei der wenigstens
eine Spannbügel
an einem zentralen Positionierring integral angeformt ist. Ferner
kann bei diesem Positionierelement vorgesehen sein, dass der wenigstens
eine Spannbügel
kreissegmentförmig ausgebildet
ist und über
zwei radiale Verbindungsarme mit dem zentralen Positionierring verbunden
ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden
Figuren erläutert.
Es stellen dar:
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1 einen
erfindungsgemäßen Bremskrafterzeuger,
ausgeführt
als Vakuumbremskraftverstärker,
in Übersichtsdarstellung
als achsenthaltender Schnitt;
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2 eine
Vergrößerung des
in 1 mit II gekennzeichneten Bereichs;
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3 eine
Ansicht der in 2 vergrößert dargestellten Komponenten
gemäß Betrachtungsrichtung
III aus 2;
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4 eine
Einzelteildarstellung des Positionierelements in Vorderansicht und
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5 eine
perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Positionierelements.
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßer Bremskraftverstärker in
achsenthaltendem Schnitt dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet.
Dieser umfasst ein Krafteingangsglied 12, das mit einer
Steuerventilanordnung 14 kraftübertragend gekoppelt ist. Das
Krafteingangsglied 12 lässt
sich durch eine Betätigung
eines nicht gezeigten Bremspedals entlang einer Längsachse
A verlagern.
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Die
Steuerventilanordnung 14 umfasst ein Steuerventilgehäuse 16,
das mit einer Kammeranordnung 18 zusammenwirkt. Die Kammeranordnung 18 ist
als Tandemkammeranordnung ausgebildet. Sie umfasst zwei Arbeitskammern 20 und 22,
sowie zwei Vakuumkammern 24 und 26. Zwischen der
Arbeitskammer 20 und der Vakuumkammer 24 ist eine
mit dem Steuerventilgehäuse 16 gekoppelte
bewegliche Wand 28 vorgesehen, die die Arbeitskammer 20 von der
Vakuumkammer 24 trennt. Auch zwischen der Arbeitskammer 22 und
der Vakuumkammer 26 ist eine bewegliche Wand 30 vorgesehen,
die die Arbeitskammer 22 von der Vakuumkammer 26 trennt.
Zwischen der Arbeitskammer 22 und der Vakuumkammer 24 ist
eine in einem Gehäuse 32 fest
installierte unbewegliche Wand 34 vorgesehen. Ferner erkennt man
in 1 ein Krafteingangsglied 36, über das eine
mit der Kammeranordnung 18 über die beweglichen Wände 28, 30 erzeugte
Bremskraft in eine nicht gezeigte Hauptbremszylinderanordnung eingeleitet wird.
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Die
Funktion des Bremskraftverstärkers 10 ist
allgemein bekannt. Bei einer Betätigung
des nicht gezeigten Bremspedals und damit einer Verlagerung des
Krafteingangsglieds 12 entlang der Längsachse A wird ein Atmosphärendichtsitz
der Steuerventilanordnung 14 geöffnet, so dass eine Verbindung
zwischen der Atmosphäre
und der bis zu diesem Zeitpunkt zu dem Vakuumkammern 24 und 26 druckgleichen
Arbeitskammern 20 und 22 geschaffen. Dadurch entsteht
an den beweglichen Wänden 28 und 30 jeweils
eine Druckdifferenz, die für
eine Verlagerung der beweglichen Wände 28 und 30 und
eine entsprechende Verlagerung des Steuerventilgehäuses 16 in 1 nach
links sorgen. Diese Verlagerung wird über das Kraftausgangsglied 36 zu
der nicht dargestellten Hauptbremszylinderanordnung übertragen.
Die Verlagerung des Steuerventilgehäuses 16 schließt auch
wieder den Atmosphärendichtsitz,
so dass sich ein stationärer
Zustand einstellt. Wird das Bremspedal wieder freigegeben, so dass
sich das Krafteingangsglied aufgrund der Rückstellwirkung einer Rückstellfeder 38 in 1 nach
rechts zurück verlagert,
so wird ein Vakuumdichtsitz geöffnet,
wodurch es zu einem Druckausgleich zwischen der Arbeitskammer 20 und
der Vakuumkammer 24 sowie zwischen der Arbeitskammer 22 und
der Vakuumkammer 26 kommt. Dadurch bewegen sich die beweglichen
Wände 28 und 30 wieder
in ihre in 1 gezeigte Ausgangsstellung
zurück,
bis der Vakuumdichtsitz geschlossen wird.
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Der
erfindungsgemäße Bremskraftverstärker 10 wird
in der in 1 gezeigten Form als Baugruppe
in ein Bremssystem eingebaut. Man erkennt, dass dabei das Kraftausgangsglied 36 mit
seinem in 1 nach links weisenden länglichen
Schaft im Inneren des Gehäuses 32 der
Kammeranordnung liegt. Das Kraftausgangsglied 36 muss mit
seinem in 1 linken Ende in einer korrespondierende
Ausnehmung in der nicht gezeigten Hauptbremszylinderanordnung eingeführt werden.
Aufgrund der Tatsache, dass das Krafteingangsglied 36 in
dem in 1 gezeigten Montagezustand im Inneren des Gehäuses 32 liegt, kann
an dem Krafteingangsglied 36 zu dessen Positionierung während der
Montage nicht manipuliert werden. Es ist daher erforderlich, das
Kraftausgangsglied 36 durch geeignete Mittel vorzupositionieren, um
das Einführen
des Kraftausgangsglieds 36 in die Hauptbremszylinderanordnung
zu erleichtern. Hierzu ist ein Positionierelement 40 vorgesehen,
für dessen Beschreibung
im Folgenden auf die 2 bis 5 Bezug
genommen wird.
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2 zeigt
den in 1 mit II gekennzeichneten Bereich in vergrößerter Darstellung.
Man erkennt, dass das Krafteingangsglied 12 mit einem Ventilkörper 42 kraftübertragend
gekoppelt ist, der an seinem in 2 rechten
Ende den Atmosphärendichtsitz 44 ausbildet.
Der vorstehend angesprochene Vakuumdichtsitz 46 ist an
einem entsprechenden Ringabschnitt des Steuerventilgehäuses 16 angeordnet.
Der Ventilkörper 42 verschiebt
bei einer Betätigung
des Krafteingangsglieds 12 ein Kolbenelement 48.
Das Kolbenelement 48 dringt nach einem vorbestimmten Leerweg
in eine gummielastische Reaktionsscheibe 50 ein. Diese
liegt an ihrem Außenumfang
an einem kreisförmigen
Abschnitt 52 des Steuerventilgehäuses 16 an. Mit ihrer
in 2 linken Stirnfläche liegt die gummielastische
Reaktionsscheibe 50 an einer Stößelfläche 54 des Kraftausgangsglieds 36 an.
Das Kraftausgangsglied 36 trägt eine Aufnahmehülse 56,
die die Reaktionsscheibe 50 aufnimmt.
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In
dem Steuerventilgehäuse 16 sind
eine Reihe von Haltestegen 58 vorgesehen. Man erkennt in 3 acht
Haltestege 581 bis 588 , die an dem Steuerventilgehäuse 16 angeformt
sind.
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Die
Haltestege besitzen jeweils eine in 2 nach links
weisende Einführschräge 60,
sowie ein an die Einführschräge 60 anschließendes Stufenprofil 62 mit
einer im Wesentlichen achsparallel verlaufenden Stirnfläche 64 und
einer im Wesentlichen orthogonale zur Achse A verlaufenden Stufenfläche 66.
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An
dem Stufenprofil 62 der Haltestege wird das Positionierelement 40 gehalten.
Dieses umfasst, wie in 4 und 5 dargestellt
einen kreisförmigen
Zentrierring 68, sowie zwei Spannbügel 70 und 72.
Die Spannbügel 70 und 72 sind über Verbindungsarme 74, 76, 78 und 80 mit
dem Positionierring 68 einstückig verbunden. Dabei verlaufen
die Verbindungsarme 74 bis 80 in radialer Richtung,
wohingegen die Spannbügel 70 und 72 in
Umfangsrichtung kreissegmentartigen Verlauf aufweisen. Man erkennt in 4,
dass das Positionierelement 40 bezüglich der Symmetrieachse S
spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Die beiden Spannbügel 70 und 72 erstrecken sich über einen
Winkelbereich von etwa 90°.
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Das
Positionierelement 40 ist in der in 4 gezeigten
Form aus einem Federstahl als Stanzteil hergestellt.
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Die
Spannbügel 70 und 72 sind
durch in radialer Richtung wirkende Deformationskräfte F radial elastisch
verformbar.
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Bei
der Montage des erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers 10 wird
das Positionierelement mit seinem Positionierring 68 über den
Schaft des Kraftausgangsglieds 36 übergestülpt und in axialer Richtung
in das Steuerventilgehäuse 16 hinein
verschoben. Schließlich
gleitet es an den Einführschrägen 60 entlang,
wobei es schließlich
in radialer Richtung elastisch deformiert wird. Das Positionierelement 40 und
die Haltestege 58 sind derart angeordnet, dass beim Aufschieben
des Positionierelements 40 auf die Haltestege 58 jeweils
ein Spannbügel 70 bzw. 72 mit
wenigstens zwei Haltestegen 58 zusammenwirkt. Betrachtet
man hierzu 3 so erkennt man, dass der Spannbügel 70 mit
den Haltestegen 583 und 584 zusammenwirkt und dass der Spannbügel 72 mit
den Haltestegen 587 und 588 zusammenwirkt. Beim Aufschie ben des
Positionierelements auf die Haltestege werden die Spannbügel 70 sowie 72 radial
einwärts
elastisch deformiert. Dies liegt daran, dass der Außendurchmesser
D des Positionierelements 40, das heißt der Abstand zweier gegenüberliegender
Punkte auf den Spannbügeln 70 und 72 geringfügig größer ist,
als der gedachte Innendurchmesser d (siehe 3) zwischen
den achsparallelen Flächen 64,
zweier gegenüberliegender
Haltestege (beispielsweise die Haltestege 582 und 586 gemäß 3).
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Bei
der Montage wird das Positionierelement 40 soweit in axialer
Richtung in 2 nach rechts verschoben, bis
es mit seiner in 2 nach rechts weisenden Stirnfläche im Bereich
der Spannbügel 70 und 72 an
den korrespondierenden achsorthogonalen Flächen 66 der jeweiligen
Stufenprofile 62 anliegt.
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Das
Positionierelement 40 gemäß der vorliegenden Erfindung
lässt sich,
wie vorstehend beschrieben, in einfacher Weise an dem Steuerventilgehäuse 16 des
erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers 10 montieren.
Ebenso leicht lässt
es sich mit hinreichend großen
Kraftaufwand von diesen demontieren, falls zu Wartungs- oder Reparaturzwecken Maßnahmen
innerhalb des Bremskrafterzeugers 10 vorgenommen werden
müssen.
Aufgrund seiner elastischen Gestaltung kann eine weitgehende zerstörungsfreie
Montage oder Demontage des Positionierelements 40 stattfinden.
Auch sind die eingangs im Hinblick auf den Stand der Technik angesprochenen
Probleme hinsichtlich eines Materialabtrags am Steuerventilgehäuse 16 bei
der Erfindung nicht gegeben. Über
den zentralen Positionierring 68 kann das Kraftausgangsglied 36 in
Position gehalten werden. Es wird ein unerwünschtes Abgleiten des Krafteingangsglieds 36 zusammen
mit der Aufnahmehülse 56 und
der Reaktionsscheibe 50 verhindert.