DE102010001812A1

DE102010001812A1 - Pneumatischer Bremskraftverstärker

Info

Publication number: DE102010001812A1
Application number: DE102010001812A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Faller; Harald KÖNIG; Ralf Jakobi
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2010-10-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bremskraftverstärker 1 mit einem Verstärkergehäuse 2, dessen Innenraum durch wenigstens eine bewegliche Wand 3 in wenigstens eine Unterdruckkammer 4 und wenigstens eine Arbeitskammer 5 unterteilt ist, wobei die bewegliche Wand 3 abhängig von einer an einer Kolbenstange 6 wirksamen Pedalkraft eine Kraft auf eine mit einem Kolben eines Hauptzylinders verbindbare Druckstange 7 überträgt, wenn die bewegliche Wand 3 unter der Wirkung einer zwischen den beiden Kammern 4, 5 herrschenden Druckdifferenz steht, wobei das Verstärkergehäuse 1 eine erste und eine zweite Gehäusehalbschale 8, 9 aufweist. Um einen gewichtsreduzierten Bremskraftverstärker bereitzustellen, dessen Verstärkergehäuse den Vakuum- und Atmosphärenkräften standhält, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zur Versteifung des Verstärkergehäuses 1 die erste, unterdruckseitige Gehäusehalbschale 8 radiale Sicken 15 aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bremskraftverstärker mit einem Verstärkergehäuse, dessen Innenraum durch wenigstens eine bewegliche Wand in wenigstens eine Unterdruckkammer und wenigstens eine Arbeitskammer unterteilt ist, wobei die bewegliche Wand abhängig von einer an einer Kolbenstange wirksamen Pedalkraft eine Kraft auf eine mit einem Kolben eines Hauptzylinders verbindbare Druckstange überträgt, wenn die bewegliche Wand unter der Wirkung einer zwischen den beiden Kammern herrschenden Druckdifferenz steht, wobei das Verstärkergehäuse eine erste und eine zweite Gehäusehalbschale aufweist.
Bedingt durch die Reduzierung des CO2-Ausstoßes und des Kraftstoffverbrauchs gibt es in der Automobilindustrie Bestrebungen, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren. Der Bremskraftverstärker kann wesentlich dazu beitragen, wenn die Gehäusehalbschalen des Verstärkergehäuses in Aluminium oder dünnen hochfesten Stahlblechen ausgeführt werden.
Allerdings hat sich bei der Entwicklung gezeigt, dass die Blechdicken nicht beliebig reduziert werden können, da das Gehäuse des Bremskraftverstärkers durch die Vakuum- und Atmosphärenkräfte stark belastet wird. Wenn die Blechdicken der Gehäusehalbschalen zu dünn ausgeführt sind, kann das Verstärkergehäuse implodieren, d. h. das Verstärkergehäuse wird in die Unterdruckkammer verformt. Dadurch kann das Verstärkergehäuse beschädigt werden, so dass Undichtheiten die Folge sind. Außerdem ist es möglich, dass der maximale Hub der beweglichen Wand reduziert wird, wodurch die maximale Verstärkungskraft nicht zur Verfügung gestellt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gewichtsreduzierten Bremskraftverstärker bereitzustellen, dessen Verstärkergehäuse den Vakuum- und Atmosphärenkräften standhält.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Versteifung des Verstärkergehäuses die erste, unterdruckseitige Gehäusehalbschale radiale Sicken aufweist. Durch diese radialen Sicken im Verstärkergehäuse kann trotz der Verwendung gewichtsoptimierter Werkstoffen und geringen Blechdicken ein Einfallen des Verstärkergehäuses, d. h. insbesondere der ersten Gehäusehalbschale verhindert werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von vier Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung hervor. Es zeigt jeweils stark schematisiert:
1 einen erfindungsgemäßen pneumatischen Bremskraftverstärker im Längsschnitt;
2 eine Draufsicht einer unterdruckseitigen Gehäusehalbschale des Bremskraftverstärkers gemäß 1;
3 einen vergrößerten Ausschnitt des Bremskraftverstärkers gemäß 1 teilweise geschnitten;
4 einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen pneumatischen Bremskraftverstärker im Längsschnitt;
5 einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen pneumatischen Bremskraftverstärker im Längsschnitt und
6 eine räumliche Darstellung einer unterdruckseitigen Gehäusehalbschale eines vierten Ausführungsbeispiels.
Wie 1 zu entnehmen ist, weist der pneumatischen Bremskraftverstärker 1 ein Verstärkergehäuse 2 auf, dessen Innenraum durch eine bewegliche Wand 3 in eine Unterdruckkammer 4 und eine Arbeitskammer 5 unterteilt ist, wobei die bewegliche Wand 3 abhängig von einer an einer Kolbenstange 6 wirksamen Pedalkraft eine Kraft auf eine mit einem Kolben eines nicht gezeigten Hauptzylinders verbindbare Druckstange 7 überträgt, wenn die bewegliche Wand 3 unter der Wirkung einer zwischen den beiden Kammern 4,5 herrschenden Druckdifferenz steht. Die axial bewegliche Wand 3 besteht aus einem beispielsweise aus Blech tiefgezogenen Membranteller 13 und einer daran anliegenden flexiblen Membran 14, die zwischen dem äußeren Umfang des Membrantellers 13 und dem Verstärkergehäuse 1 eine Rollmembran mit einer Rollfalte als Abdichtung der beiden Kammern 4,5 zueinander und der beiden Kammern 4,5 gegenüber der Atmosphäre bildet. Es sei ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf gezeigte Bremskraftverstärkervariante beschränkt ist. So ist es beispielsweise auch möglich, dass der Bremskraftverstärker in Tandem-Bauweise vorgesehen ist.
Das Verstärkergehäuse 2 umfasst eine erste, unterdruckseitige Gehäusehalbschale 8 sowie eine zweite Gehäusehalbschale 9, die mit Hilfe von umformtechnischen Maßnahmen, wie beispielsweise Lancieren, kraftschlüssig miteinander verpresst sind. Dabei weist die der Unterdruckkammer 4 zugeordnete erste Gehäusehalbschale 8 einen im Wesentlichen zylindrischen Gehäuseabschnitt 10 und einen sich daran anschließenden, schrägen Gehäuseabschnitt 11 auf, welcher in eine Stirnseite 12 übergeht, an der in der Regel der nicht dargestellte Hauptzylinder angeordnet bzw. befestigt ist. Der restliche Aufbau und die Funktion eines pneumatischen Bremskraftverstärkers sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, so dass eine Beschreibung dessen verzichtet werden kann. In der weiteren Beschreibung wird daher lediglich auf die erfindungswesentlichen Merkmale eingegangen.
2 zeigt eine Draufsicht der ersten, unterdruckseitigen Gehäusehalbschale 8. Wie zu erkennen ist, weist diese in dem schrägen Gehäuseabschnitt 11 radiale Sicken 15 auf, welche eine Versteifung der Gehäusehalbschale 8 bewirken, so dass als Werkstoff gewichtsoptimiertes Aluminium oder dünnes hochfestes Stahlblech Verwendung finden kann, ohne dass eine Verformung gefürchtet werden muss.
Die Sicken 15 sind derart beabstandet, dass dazwischen als Kreise angedeutete Zwischenräume 16 vorhanden sind. In diesen Zwischenräumen 16 können beispielsweise im schrägen Gehäuseabschnitt 11 ein Vakuumanschluß 17 oder Beschriftungsfelder 18 angeordnet werden.
Eine optimale Versteifungswirkung wird durch die sternförmige Anordnung der Sicken 15 erreicht, welche sich in ihrer Längsrichtung nahezu über den gesamten Bereich des schrägen Gehäuseabschnittes 11 erstrecken und jeweils als längliche Nut mit durch Halbkreise abgeschlossenen Enden vorgesehen sind.
Durch die Anzahl und Querschnittsform der radialen Sicken 15 kann die Steifigkeit des Verstärkergehäuses 2 stark beeinflusst werden. So hat sich in Versuchen beispielsweise gezeigt, dass lediglich am Umfang angebrachte Sicken oder kugelförmige Vertiefungen keine oder nur eine minimale Verbesserung des zu lösenden Problems bringen.
3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Bremskraftverstärkers 1 teilweise geschnitten. Zu erkennen ist, dass der schräge Gehäuseabschnitt 11 kegelstumpfförmig ausgebildet ist und die Sicken 15 eine Sickentiefe t₁ aufweisen. Um allerdings den Hub h der beweglichen Wand 3, von welcher lediglich der Membranteller 13 dargestellt ist, zu gewährleisten, ist in einem radial außenliegenden Endbereich der Sicken 15 eine verringerte Sickentiefe t₂ vorgesehen.
Wie aus den 4 und 5 ersichtlich ist, welche ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel zeigen, kann der schräge Gehäuseabschnitt 11 auch konvex oder konkav ausgebildet sein.
6 zeigt eine unterdruckseitige Gehäusehalbschale 8 eines vierten Ausführungsbeispiels in räumlicher Darstellung, welche grundsätzlich dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 entspricht. Im Unterscheid zum ersten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei benachbarte Sicken 15 an ihrem radial innenliegenden Endbereich miteinander verbunden, was entweder wie in 6 dargestellt durch in Umfangsrichtung ausgerichtete Sicken 19 oder durch Beulen erfolgen kann, so dass eine im Wesentlichen U-förmige Sicken-Formation entsteht. Hierdurch können Spannungen, die an Befestigungspunkten 20 der Stirnseite 12 entstehen, verteilt werden, wodurch wiederum Spannungen an den Befestigungspunkten 20 reduziert werden können.
Die in Umfangsrichtung ausgerichteten Sicken 19 oder die Beulen können auch bei den anderen Ausführungsbeispielen gemäß den 4 und 5 vorgesehen werden.
Im Rahmen der Erfindung ist es ebenso möglich, die beschriebenen Sicken in der zweiten Gehäusehalbschale vorzusehen, da auch dort das Gehäuse des Bremskraftverstärkers durch die Vakuum- und Atmosphärenkräfte stark belastet werden kann.

1: Bremskraftverstärker
2: Verstärkergehäuse
3: bewegliche Wand
4: Unterdruckkammer
5: Arbeitskammer
6: Kolbenstange
7: Druckstange
8: erste Gehäusehalbschale
9: zweite Gehäusehalbschale
10: Gehäuseabschnitt
11: Gehäuseabschnitt
12: Stirnseite
13: Membranteller
14: Membran
15: Sicke
16: Zwischenraum
17: Vakuumanschluss
18: Beschriftungsfeld
19: Sicke
20: Befestigungsöffnung
h: Hub
t₁: Sickentiefe
t₂: Sickentiefe

Claims

Pneumatischer Bremskraftverstärker (1) mit einem Verstärkergehäuse (2), dessen Innenraum durch wenigstens eine bewegliche Wand (3) in wenigstens eine Unterdruckkammer (4) und wenigstens eine Arbeitskammer (5) unterteilt ist, wobei die bewegliche Wand (3) abhängig von einer an einer Kolbenstange (6) wirksamen Pedalkraft eine Kraft auf eine mit einem Kolben eines Hauptzylinders verbindbare Druckstange (7) überträgt, wenn die bewegliche Wand (3) unter der Wirkung einer zwischen den beiden Kammern (4, 5) herrschenden Druckdifferenz steht, wobei das Verstärkergehäuse (1) eine erste und eine zweite Gehäusehalbschale (8, 9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versteifung des Verstärkergehäuses (1) die erste, unterdruckseitige Gehäusehalbschale (8) radiale Sicken (15) aufweist.
Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (15) in einem Bereich eines schrägen Gehäuseabschnittes (11) der ersten Gehäusehalbschale (8) sternförmig angeordnet sind.
Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die radialen Sicken (15) in ihrer Längsrichtung nahezu über den gesamten Bereich des schrägen Gehäuseabschnittes (11) der ersten Gehäusehalbschale (8) erstrecken.
Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der schräge Gehäuseabschnitt (11) kegelstumpfförmig, konkav oder konvex ausgebildet ist.
Bremskraftverstärker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (15) jeweils als längliche Nut mit durch Halbkreise abgeschlossenen Enden vorgesehen sind.
Bremskraftverstärker (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (15) in ihrem radial außenliegenden Endbereich eine verringerte Sickentiefe (t₂) aufweisen.
Bremskraftverstärker (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gehäusehalbschale (9) radiale, sternförmig angeordnete Sicken aufweist.
Bremskraftverstärker (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei benachbarte Sicken (15) an ihrem radial innenliegenden Endbereich verbunden sind.
Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (15) durch in Umfangsrichtung ausgerichtete Sicken (19) verbunden sind.
Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (15) durch Beulen verbunden sind.