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Die Erfindung bezieht sich auf einen Pneumatischer Bremskraftverstärker für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zur mechanischen Steuerung verfügen gattungsgemäße Bremskraftverstärker über eine Ventileinrichtung mit einem Tellerventil, welches die Druckdifferenz zwischen einer Unterdruckkammer und einer Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers steuert. Hierfür ist innerhalb der Ventileinrichtung ein Tellerventil mit zwei axialen Dichtflächen zu Anlage an axial vorgestreckte Dichtkanten am Steuergehäuse sowie am Ventilkolben vorgesehen. Ein derartiges Tellerventil ist beispielsweise aus
DE10333983A1 bekannt. Das Tellerventil ist durch zwei radiale Dichtstellen innen und außen abgedichtet sowie radial innen an einem im Steuergehäuse eingesetzten Führungsteil geführt angeordnet. Hierdurch ergibt sich dem Tellerventil eine Volumenkammer, welche zur Verbesserung des Ansprechverhaltens mittels der in den Raum des Führungsteils gerichteten Druckkanäle pneumatisch druckausgeglichen werden muss. Konstruktionsbedingt sind die Druckkanäle an der Stirnseite des Tellerventils zwischen den axialen Dichtflächen angeordnet.
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Eine derartige Konstruktion wird als komplex in der Herstellung und bei Montage angesehen, führt zudem zu vergrößerten radialen Abmessungen und damit höheren Gewicht und Raumbedarf.
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Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, einen vereinfachten Bremskraftverstärker der eingangsgenannten Art anzubieten, welcher besonders kostengünstig, raumsparend und einfach montierbar und insbesondere für günstigere Fahrzeugsegmente mit geringeren Anforderungen an das Ansprechverhalten der Bremsanlage geeignet ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bremskraftverstärker mit der Merkmalskombination nach dem Anspruch 1 gelöst. Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand Zeichnungen hervor.
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Dabei wird auf die Beschreibung von allgemein bekannten Aspekten und Funktionen eines gattungsgemäßen Bremskraftverstärkers weitestgehend verzichtet und lediglich auf die erfindungsrelevanten Details eingegangen. Merkmale und Elemente mit äquivalenten Funktionen bei unterschiedlichen Ausführungen werden nach Möglichkeit mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es ist weiter zu beachten, dass die Erfindung sowohl an einem Single-, als auch einem Tandem-Bremskraftverstärker anwendbar ist. Im Einzelnen zeigen die:
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1 Eine bekannte Ausführung eines gattungsgemäßen Bremskraftverstärkers mit einem radial innen und außen abgedichteten Tellerventil.
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2 eine Teilansicht der wesentlichen Bauteile eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Bremskraftverstärkers im Axialschnitt.
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3 eine Teilansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Bremskraftverstärkers mit einem reduzierten Innenumfang des Steuergehäuses im Axialschnitt.
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Fig. 1
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Die 1 zeigt in einem Längs- beziehungsweise Axialschnitt einen bekannten pneumatischen Bremskraftverstärker, der auf an sich bekannte Weise mit wenigstens Membranenwand 21 innerhalb eines zweiteiligen, schalenförmigen Verstärkergehäuses 22 versehen ist. Die Membranenwand 21 ist in einer Verstärkungskraft übertragenden Verbindung an ein im Wesentlichen hülsenförmig ausgeführtes Steuergehäuse 4 gekoppelt und mit diesem zusammen im Verstärkergehäuse 22 längsbeweglich angeordnet.
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Die Membranenwand 21 unterteilt das Verstärkergehäuse 22 in eine Unterdruckkammer 2 und eine Arbeitskammer 3 wobei die Verstärkungskraft durch eine auf die Membranenwand 21 einwirkende Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer 2 und der Arbeitskammer 3 erzeugt wird.
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In dem Steuergehäuse 4 ist eine Ventileinrichtung 5 aufgenommen, welche zur Steuerung der Druckdifferenz und somit des Bremskraftverstärkers vorgesehen ist.
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Hierfür die Ventileinrichtung 5 einen relativ zum Steuergehäuse 4 axial verschiebbaren Tellerventil 6. Das Tellerventil 6 ist im Wesentlichen U-förmig aus einem Elastomerwerkstoff mit einem innenliegenden, ebenfalls U-förmigen Versteifungsring 23 aus Metall ausgebildet.
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Auf seiner vorwärts, beziehungsweise in Richtung Unterdruckkammer 2 gerichteten Stirnfläche weist das Tellerventil 6 zwei Dichtflächen 7, 9 auf. An der ersten, radial äußeren axialen Dichtfläche 7 wird eine am Steuergehäuse 4 axial vorstehend ausgebildete Dichtkante 8 zur Steuerung einer pneumatischen Verbindungen zwischen der Unterdruckkammer 2 und der Arbeitskammer 3 angelegt.
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An der zweiten, radial inneren axialen Dichtfläche 9 wird eine zweite axiale Dichtkante 11 zur Steuerung einer pneumatischen Verbindung zwischen der Arbeitskammer 3 und einer Umgebungsatmosphäre angelegt. Die zweite Steuerkante 11 ist an einem relativ zum Steuergehäuse 4 verschiebbaren sowie mit einer Kolbenstange 20 verbundenen Ventilkolben 10 ausgebildet. Die Kolbenstange 20 dient zur Übertragung einer Betätigungskraft an den Steuerkolben 10.
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Das Tellerventil 6 ist an seinem radialen Außenumfang gegen einen zylindrisch im Steuergehäuse 4 ausgebildeten Innenumfang 13 und radial innen gegen ein im Steuergehäuse 4 eingesetztes Führungsteil 14 radial abgedichtet und geführt.
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Das Tellerventil 4, der Innenumfang 13 und das Führungsteil 14 begrenzen eine Volumenkammer 25, welche bei einer gegenseitigen Relativverschiebung der genannten Komponenten einen pneumatischen Widerstand erzeugen würde, welcher einen negativen Einfluss auf das Ansprechverhalten des Bremskraftverstärkers 1 hätte. Zur Vermeidung des pneumatischen Widerstands sind in der axialen Stirnseite des Tellerventils 6 mehrere am Umfang verteile und sowohl den Elastomeren Werkstoff als auch den Versteifungsring 23 durchgreifende, in die Volumenkammer 25 gerichteten Druckkanäle 24 vorgesehen, welche für einen Druckausgleich sorgen.
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Eine als Druckfeder ausgebildete Tellerventilfeder 17 ist zwischen dem Tellerventil 6 und dem Führungsteil 14 eingespannt und presst das Tellerventil 6 gegen die Dichtkante 8.
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Fig. 2
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In der 2 ist das Tellerventil 6 mit umliegenden Komponenten der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Bremskraftverstärkers 1 abgebildet Im Unterschied zu der bekannten Ausführung nach 1 weist das erfindungsgemäße Tellerventil 6 lediglich eine einzige radiale Dichtstelle 12 auf. Diese ist radial außen angeordnet und ist unmittelbar am zylindrischen Innenumfang 13 des Steuergehäuses 4.
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Statt einer bekannten Führungshülse 14 nach 1 ist bei der gezeigten erfindungsgemäßen Ausführung eine axial starkverkürzte Stützhülse 14‘ vorgesehen, welche keinen axial vorgestreckten zylindrischen Körper zur Abdichtung und Führung des Tellerventils 6 vorsieht. Stattdessen ist an der Stützhülse 14‘ radial innen lediglich ein relativ kurzer umlaufender Innenvorsprung 26 ausgebildet, der in Wesentlichen zur Sicherung der Tellerventilfeder 17 in der vorgesehenen Einbaulage und bei Montage derselben dient.
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Durch einen derartigen Aufbau gibt es keine aus der 1 bekannten Volumenkammer 25, welche einen Druckausgleich benötigen würde. Daher kann auf Durchbrüche 24 verzichtet werden, die axiale Stirnseite des Tellerventils 6 mit den Dichtflächen 7, 9 kann durchgehend ohne Unterbrechungen gestaltet werden, ebenso das Versteifungsring 23. Die Komponenten sind dadurch deutlich einfacher und kostengünstiger herstellbar und die Montage im Steuergehäuse 4 vereinfacht sich ebenfalls wesentlich. Zudem reduzieren sich Anforderungen an den Anlagebereich zwischen der Stützhülse 14‘ und das Steuergehäuse 4 in Bezug auf die jeweiligen Oberflächengüte, Zentrierung und Dichtheit wesentlich. Die Herstellung beider Komponenten kann zumindest bereichsweise vereinfacht sowie auf günstigere Werkstoffe für die Stützhülse 14‘ zurückgegriffen werden.
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Für eine sichere und komfortable Funktion des Bremskraftverstärkers 1 ist ein möglichst planparalleles Auflegen der Dichtflächen 7, 9 des Tellerventils 6 an den Dichtkanten 8, 11 erforderlich. Im Bremsbetrieb neigt das Tellerventil 6 aus geometrischen und tribologischen Gründen im Zusammenspiel mit Bewegungen des Fahrzeugs sowie einzelner Komponenten im Steuergehäuse 4 zum Kippen in Bezug auf die Mittelachse M. Ein übermäßiges Kippen kann eine zuverlässige Abdichtung der Dichtkanten 8, 11 gefährden und muss verhindert werden.
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In der bekannten Ausführung nach 1 ist das Tellerventil 6 durch eine ein gleichzeitiges Anliegen einer radial äußeren und einer radial inneren Dichtstellen zuverlässig axial geführt und radial zentriert. Diese Funktionen werden bei der abgebildeten erfindungsgemäßen Ausführung durch einen axial verlängerten umlaufenden Kragen 18 zusammen mit einer einzigen radialen Dichtstelle 12, welche an einem den axialen Dichtflächen 7, 9 abgewandten Ende des Kragens 18 ausgebildet ist, gelöst.
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Für ein komfortables Ansprechverhalten des Bremskraftverstärkers 1 und Vermeidung von Slip-Stick-Effekten ist zwischen dem Kragen 18 und dem Innenumfang 13 ein radialer Spalt erforderlich, der ein Kippen grundsätzlich ermöglicht. Das Kippen von Tellerventil 6 in allen Betriebszuständen und axialen Lagen wird verhindert, indem der Kragen 18 mit einer definierten axialen Streckung ausgebildet wird, die beim Übersteigen eines Kippwinkels 27 über ein definiertes Maß zur Überbrückung des radialer Spaltes und Anlage des Kragens 18 am Innenumfang 13 führt, dadurch ein weiteres Kippen verhindert.
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Um eine zuverlässige Abdichtung an den Dichtkanten 8, 11 sicherstellen soll der Kippwinkel 27 durch die geeignete Auslegung der axialen Länge des Kragens 18 auf vorzugsweise höchstens 2° konstruktiv beschränkt sein.
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Fig. 3
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In der 3 ist eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform des Bremskraftverstärkers 1 mit einem gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungen verringerten Durchmesser vom Innenumfang 13 dargestellt.
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Durch den Entfall von Durchbrüchen 24 zwischen den Dichtflächen 7 und 9 am Tellerventil 6 kann das Außendurchmesser des Tellerventil 6 unter Beibehaltung erforderlicher radialer Ausdehnung der Dichtflächen 7, 9 verringert werden.
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Dadurch kann auch der Innenumfang 13 mit einem verringerten Durchmessermaß gestaltet werden, womit das Außendurchmesser des hülsenartigen Grundkörpers des Steuergehäuses 4 ebenfalls raumsparend verringert werden oder, je nach Bedarf, ohne einer Raumbedarferhöhung dickwandiger und stabiler ausgeführt werden kann.
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Für ein optimales Kompromiss in Sachen Raumausnutzung und spritzgusstechnische Herstellung des Steuergehäuses 4 soll der Innendurchmesser des Innenumfangs 13 vorzugsweise betragsmäßig im Wesentlichen dem Außendurchmesser eines axialen Vorsprungs 19, an dem die die Dichtkante 8 ausgebildet ist, angenähert oder nur unwesentlich größer ausgebildet sein.
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Ferner ist der Innenvorsprung 26 an der Stützhülse 14‘ in der gezeigten Ausführung nicht durchgehend umlaufend, sondern als mehrere am Umfang verteilte und in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten einzelne Innenvorsprünge 26‘, 26‘‘.. ausgebildet. Dadurch werden an der Stutzhülse 14‘ Gewicht und Werkstoff ohne Funktionsverlust eingespart.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremskraftverstärker
- 2
- Unterdruckkammer
- 3
- Arbeitskammer
- 4
- Steuergehäuse
- 5
- Ventileinrichtung
- 6
- Tellerventil
- 7
- radial äußere axiale Dichtfläche
- 8
- axiale Dichtkante
- 9
- radial innere axiale Dichtfläche
- 10
- Ventilkolben
- 11
- axiale Dichtkante
- 12
- radiale Dichtstelle
- 13
- Innenumfang
- 14
- Führungsteil
- 14‘
- Stützhülse
- 15
- Federelement
- 16
- Absatz
- 17
- Tellerventilfeder
- 18
- Kragen
- 19
- Vorsprung
- 20
- Kolbenstange
- 21
- Membranenwand
- 22
- Verstärkergehäuse
- 23
- Versteifungsring
- 24
- Druckkanal
- 25
- Volumenkammer
- 26
- Innenvorsprung
- 27
- Kippwinkel
- M
- Mittelachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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