DE102019206661A1

DE102019206661A1 - Stützelement, Stützanordnung, Bremskraftverstärker und Verfahren

Info

Publication number: DE102019206661A1
Application number: DE102019206661.5A
Authority: DE
Inventors: Ben Ferguson; Ignaz Hatt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-12
Also published as: US11590953B2; CN111907507A; US20200353912A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stützelement (9) für die Anordnung eines ersten Elements, insbesondere Deckel (5), an einem zweiten Element, insbesondere Gehäuse (4), wobei das Stützelement (9) einen ringscheibenförmigen Grundkörper (11) aufweist und auf einer an dem zweiten Element befestigbaren oder befestigten Stützstange (8) anordenbar ist, wobei der Grundkörper (11) eine auf einer ersten Stirnseite (13) eine Stützfläche (15) zur stützenden Anlage an dem ersten Element aufweist. Es ist vorgesehen, dass das Stützelement (9) einen die Stützfläche (15) bildenden und plastisch verformbaren Vorsprung (14) auf der ersten Stirnseite (13) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stützelement für die Anordnung eines ersten Elements, insbesondere Deckel, an einem zweiten Element, insbesondere Gehäuse, wobei das Stützelement einen ringscheibenförmigen Grundkörper aufweist und auf einer an dem zweiten Element befestigbaren oder befestigten Stützstange anordenbar ist, wobei der Grundkörper auf einer ersten Stirnseite eine Stützfläche zur stützenden Anlage an dem ersten Element aufweist.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Stützanordnung für einen elektrisch betreibbaren Bremskraftverstärker, der ein als Deckel ausgebildetes erstes Element und ein als Gehäuse ausgebildetes zweites Element aufweist, wobei der Deckel an dem Gehäuse angeordnet ist, mit zumindest einer an dem Gehäuse befestigten Stützstange, die sich von dem Gehäuse bis zu einem Deckelabschnitt des Deckels erstreckt, und mit einem Stützelement, das zwischen der Stützstange und dem Deckelabschnitt gelagert oder gehalten ist, um den Deckel an der Stützstange abzustützen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Stützelements beziehungsweise einer Stützanordnung, wie sie vorstehend beschrieben wurden.
Stand der Technik
Elektrisch betreibbare Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge weisen häufig ein mehrteiliges Gehäuse auf, wobei an einem Getriebegehäuse häufig ein Deckel angeordnet ist, welcher außerhalb des Getriebegehäuses angeordnete Komponenten des Bremskraftverstärkers, wie beispielsweise eine Rückstellfeder, vor äußeren Einflüssen schützt. Der Deckel liegt dabei einendig an dem Gehäuse an, regelmäßig unter Zwischenschaltung eines elastisch verformbaren Dichtelements, insbesondere in Form einer ringförmigen Silikondichtung. Um im Bereich der Silikondichtung auf Schraubverbindungen verzichten zu können, liegt der Deckel auf Stützelementen auf, die wiederum auf beabstandet zu dem Dichtbereich an dem Getriebegehäuse befestigten Stützstangen aufliegen. Die Stützelemente nehmen auf den Deckel wirkende Kräfte auf und verhindern dadurch, dass die Silikondichtung überlastet wird. Um einen optimalen Sitz des Deckels bezogen auf die Silikondichtung und dadurch folgende Spaltmaßanforderungen erfüllen zu können, ist es bekannt, das Stützelement als Stützmutter auszubilden, das auf einem freien Ende der Stützstange aufgeschraubt ist, um durch Verdrehen der Stützmuttern die Höhe der durch die Stützmutter gebildeten Stützflächen und damit den Abstand zu dem Getriebegehäuse optimal anzupassen. Dadurch ist das Spaltmaß zwar präzise einstellbar, jedoch ist der Einstellprozess zeitraubend.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Stützelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass auf den zeitraubenden Einstellprozess verzichtet werden und die Montage beschleunigt und erleichtert werden kann. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass das Stützelement einen die Stützfläche bildenden und plastisch verformbaren Vorsprung auf der ersten Stirnseite aufweist. Durch das plastische Verformen des Vorsprungs ist die Höhe des Stützelements selbst an das gewünschte Spaltmaß anpassbar beziehungsweise angepasst. Dadurch wird das Spaltmaß nicht durch die Anordnung des Stützelements an der Stützstange eingestellt, sondern durch das Stützelement selbst. Ein Verdrehen des Stützelements zur Einstellung des Spaltmaß entfällt damit, wodurch der Montageprozess erheblich beschleunigt wird. Durch das Verformen des Vorsprungs vor Montage des Stützelements an der Stützstange ergibt sich in einem einfachen Prozessschritt die individuelle Anpassung des Stützelements an das gewünschte Spaltmaß, das beispielsweise in Abhängigkeit von Randbedingungen, Gehäuseformen und/oder Herstelleranforderungen unterschiedlich ausfallen kann.
Bevorzugt ist der Vorsprung ringförmig und koaxial zu dem Grundkörper ausgebildet. Dadurch bildet der Vorsprung eine stabile Auflagefläche für den Grundkörper. Damit ist eine gleichmäßige Belastung des Stützelements gewährleistet und eine Fehlmontage wird sicher vermieden.
Bevorzugt weist der Vorsprung einen trapezförmigen Querschnitt auf. Dieser erlaubt durch Aufbringen einer entsprechenden Kraft, beispielsweise in einer Presseinrichtung, ein einfaches Verformen des Vorsprungs derart, dass die Höhe des Vorsprungs reduziert wird, um eine Einpassung des Spaltmaßes zu erreichen.
Bevorzugt ist der Vorsprung nur durch eine Kraft plastisch verformbar, die größer ist als die zu erwartende Stützkraft. Dadurch ist sichergestellt, dass im Normalbetrieb des Bremskraftverstärkers die Lage des Deckels nicht veränderbar ist und die Abstützung durch das Stützelement dauerhaft gewährleistet ist.
Bevorzugt weist der Grundkörper auf der von der ersten Stirnseite abgewandten zweiten Stirnseite einen Anschlag zur axialen Anlage an einem Radialvorsprung der Stützstange auf. Ist der Grundkörper beziehungsweise das Stützelement zwischen der Stützstange einerseits und dem Deckel andererseits axial gelagert beziehungsweise verklemmt, so erfolgt die Kraftübertragung von dem Deckel durch das Stützelement auf die Stützstange. Dadurch ist eine sichere und robuste Abstützung des Deckels an dem Gehäuse beziehungsweise des ersten Elements an dem zweiten Element dauerhaft sicher gewährleistet. Optional steht der (Axial-)Anschlag von dem Grundkörper vor.
Die erfindungsgemäße Stützanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Stützelements aus. Es ergeben sich dadurch die bereits genannten Vorteile.
Insbesondere ist das Stützelement auf die Stützstange bis zu einem Radialvorsprung der Stützstange aufgeschoben. Dadurch werden auf das Stützelement wirkende Kräfte, die sich parallel zur Axialerstreckung der Stützstange auswirken, vorteilhaft von der Stützstange aufgenommen und in das zweite Element eingeleitet. Der Radialvorsprung ist bevorzugt einstückig mit der Stützstange ausgebildet. Dadurch ist eine einfache Montage gewährleistet. Alternativ ist der Radialvorsprung bevorzugt als separates Bauteil, beispielsweise in Form eines sich quer durch die Stützstange erstreckenden Stifts, ausgebildet.
Besonders bevorzugt ist der Radialvorsprung kreisringförmig und koaxial zu der Stützstange ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine vorteilhaft flächige und gleichmäßige Kraftbeaufschlagung der Stützstange durch das kreisringförmige Stützelement. Dies gewährleistet eine sichere Kraftübertragung sowie eine hohe Lebensdauer der Stützanordnung.
Der erfindungsgemäße Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Stützanordnung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zum Herstellen eines Stützelements für eine Stützanordnung oder einer Stützanordnung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, zeichnet sich dadurch aus, dass der Grundkörper auf der ersten Stirnseite mit einem plastisch verformbaren Vorsprung versehen und der Vorsprung in Abhängigkeit von einer Spaltmaßanforderung zwischen dem ersten und dem zweiten Element verformt, insbesondere in Richtung der ersten Stirnseite eingedrückt wird. Es ergeben sich dadurch die bereits genannten Vorteile. Insbesondere wird der Vorsprung bei der Herstellung des Stützelements einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet, wodurch auch hohe Kräfte von dem ersten Element durch das Stützelement auf das zweite Element beziehungsweise die Stützstange übertragen werden können. Besonders bevorzugt wird das Stützelement in eine Presse oder Presseinrichtung eingelegt und axial mit einer Kraft beaufschlagt, die größer ist als die bei der Stützanwendung möglicherweise auftretende Kraft. Dabei wird der Vorsprung derart geformt und/oder ausgebildet, dass er durch die möglicherweise im Betrieb auftretende Kraft nicht verformt werden kann.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 einen elektrisch betreibbaren Bremskraftverstärker in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung,
2 eine Detailansicht einer Stützanordnung des Bremskraftverstärkers und
3A und 3B ein Verfahren zum Herstellen eines Stützelements der Stützanordnung.

1 zeigt in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung einen Bremskraftverstärker 1 eines hier nicht näher dargestellten Bremssystems eines Kraftfahrzeugs. Der Bremskraftverstärker 1 ist als elektromotorisch betreibbarer Bremskraftverstärker ausgebildet, der ein Getriebe 2 aufweist, durch welches eine Druckstange 3 sowohl durch einen Elektromotor als auch mechanisch durch ein Bremspedal zur Erhöhung eines Bremsdrucks axial verlagerbar ist. Die Druckstange 3 liegt außerhalb eines das Getriebe 2 umschließenden GetriebeGehäuses 4 und ist beispielsweise mit einem Hauptbremszylinder eines hydraulischen Bremssystems gekoppelt. Der Hauptbremszylinder ist hier nicht gezeigt.
Um zu vermeiden, dass die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder in die Umgebung gelangt, ist der Verbindungsbereich durch einen Deckel 5, welcher den Hauptbremszylinder bereichsweise aufnehmen kann, abgedichtet. Dazu ist der Deckel 5 becherförmig ausgebildet und liegt mit seiner offenen Stirnseite an dem Gehäuse 4 an, wobei seine von dem Gehäuse 4 abgewandte Bodenseite mittig eine Öffnung zur insbesondere fluiddichten Aufnahme des Hauptbremszylinders aufweist. Zwischen dem Gehäuse 4 und dem Deckel 5 ist eine Silikondichtung 6 angeordnet, die sich kreisringförmig entlang des Deckelrands 5 erstreckt und dadurch ein Austreten von Hydraulikflüssigkeit aus dem Bereich zwischen Deckel 5 und Gehäuse 4 sicher verhindert.
Um die Spaltmaßanforderungen für die Silikondichtung 6 zu gewährleisten, ist der Deckel 5 außerdem durch eine Stützanordnung 7 an dem Gehäuse 4 gehalten. Die Stützanordnung 7 weist zwei Stützstangen 8 auf, die jeweils fest mit dem Gehäuse 4 verbunden sind und parallel zu der Druckstange 3 von dem Gehäuse 4 vorstehen. An ihren freien Enden tragen die Stützstangen 8 jeweils ein Stützelement 9, das sich jeweils einerseits an der zugeordneten Stützstange 8 und andererseits an dem Deckel 5 im Bodenbereich des Deckels 5 abstützt.
Während bei bekannten Lösungen die Stützelemente 9 als Schraubenmuttern ausgebildet sind, die auf die Stützstangen 8 aufschraubbar sind, um durch das Schrauben die Position der Stützelemente 9 in Längserstreckung der Stützstangen 8 gesehen derart anzupassen, dass ein optimales Spaltmaß für die Silikondichtung 6 gewährleistet wird, sieht die vorliegende Stützanordnung 7 eine einfachere, insbesondere leichter zu montierende Lösung vor.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Stützelemente 9 auf die Stützstangen 8 lediglich aufgeschoben beziehungsweise gesteckt und liegen an einem Radialvorsprung 10 der jeweiligen Stützstange 8 axial an.
2 zeigt hierzu in einer vergrößerten Schnittdarstellung ein auf einer Stützstange 8 angeordnetes Stützelement 9 der Stützanordnung 7.
Das Stützelement 9 weist einen kreisringförmigen Grundkörper 11 auf, der einen Axialanschlag 12 zur Anlage auf dem Radialvorsprung 10 aufweist. Der Axialanschlag 12 ist koaxial zu dem Grundkörper 11 ausgebildet und erstreckt sich über den gesamten Umfang, sodass er eine kreisringförmige Auflagefläche für den Radialvorsprung 10 formt.
Auf der von dem Radialvorsprung 10 abgewandten Stirnseite 13 weist der Grundkörper 11 einen Vorsprung 14 auf, der sich ringförmig über den Grundkörper 11 und koaxial dazu beziehungsweise koaxial zur Stützstange 8 erstreckt und einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Der Vorsprung 14 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Grundkörper 11 ausgebildet. Der Vorsprung 14 bildet an seiner freien Stirnseite eine Stützfläche 15 zur Anlage an der Innenseite des Deckels 5, sodass das Spaltmaß des Deckels 5 zu dem Gehäuse 4 durch die Position und Höhe der Stützfläche 15 an der Stützstange 8 ergibt.
Zum Einstellen des Spaltmaß wird vor der Montage des Stützelements 9 der Abstand H₁₀ der Stützfläche des Radialvorsprungs 10 der Stützstange 8 zu dem Gehäuse 4 in dem Bereich, auf welchem die Silikondichtung 6 aufgebracht werden soll, gemessen. Weiterhin wird die tatsächliche Höhe des Stützelements 9 in axialer Richtung ermittelt, die sich aus der Höhe x und x₁ zusammensetzt. Die Höhe x₁ ist dabei die Höhe des Vorsprungs des Axialanschlags 12 von dem Grundkörper 11 auf der dem Radialvorsprung 10 zugewandten Stirnseite des Grundkörpers 11. Die Höhe x entspricht der Höhe des Stützelements 9 ausgehend von der unteren Stirnseite bis zu der Stützfläche 15, wie in 2 eingezeichnet.
Der für das Spaltmaß relevante und gewollte Abstand Ht der Stützfläche 15 zu der Außenseite des Gehäuses 4, auf welcher die Silikondichtung 6 ausgebracht werden soll, ist bekannt oder wird durch Berechnungen ermittelt. Die Abstände x und x₁ werden vorteilhafterweise gemessen. Optional wird auch die Gesamthöhe des Stützelements 9 von dem Axialanschlag 12 bis zu der Stützfläche 15 erfasst und gemessen.
Um nun das gewünschte Spaltmaß für die Silikondichtung 6 zu erreichen, wird das Stützelement 9 vor der Montage auf die Stützstange 8 in eine Presse eingelegt.
3A und 3B zeigen hierzu in vereinfachten Darstellungen eine Presseinrichtung 16 zur Herstellung oder Fertigstellung des Stützelements 9. Diese Vorrichtung 16 ist als Presse ausgebildet, die eine Lageraufnahme 17 für das Stützelement 9 aufweist, in welcher das Stützelement 9 derart anordenbar ist, dass es mit dem Grundkörper 11 auf der Lageraufnahme 17 aufliegt, sodass der von der unteren Stirnseite vorstehende Axialanschlag 12 frei im Raum hängt, wie in 3A gezeigt. Weiterhin weist die Vorrichtung 16 einen mit einer Kraft beaufschlagbaren Presstempel 18 auf, der gemäß dem Pfeil F in Richtung der Lageraufnahme 17 verlagerbar ist, um den Vorsprung 14 in Richtung des Grundkörpers 11 derart zu pressen, dass er, wie in 3B gezeigt, in Richtung des Grundkörpers 11 eingedrückt wird, wodurch die ursprüngliche Höhe x des Stützelements 9 auf eine Höhe x_t verringert wird. Die einzustellende Höhe x_t wird wie folgt berechnet: $x_{t} = H_{t} - H_{10} - x_{1}$
Durch die plastische Verformung des Vorsprungs 15 wird somit das Stützelement 9 auf das gewünschte Zielmaß x_t gebracht. Anschließend wird die Stützscheibe 9 auf der Stützstange 8, deren Radialvorsprung 8 zum Erfassen des Abstands h₁₀ vermessen wurde, aufgesteckt. Durch die vorteilhafte Bearbeitung liegt nunmehr die Stützfläche 15 auf der gewünschten Höhe Ht, sodass wenn der Deckel 5 auf das Stützelement 9 aufgeschoben ist, das gewünschte Spaltmaß für die Silikondichtung 6 erreicht ist.
Die Form sowie die Stoffeigenschaften des Stützelements 9 sind zweckmäßigerweise derart gewählt, dass der zu 3A und 3B beschriebene Prozess zur plastischen Verformung des Vorsprungs 14 durchführbar ist, jedoch die im Normalbetrieb des Bremskraftverstärkers 1 auftretenden Kräfte beziehungsweise Flächenpressungen zu keiner weiteren plastischen Verformung des Vorsprungs 14 oder des Stützelements 9 insgesamt führen.

Claims

Stützelement (9) für die Anordnung eines ersten Elements, insbesondere Deckel (5), an einem zweiten Element, insbesondere Gehäuse (4), wobei das Stützelement (9) einen ringscheibenförmigen Grundkörper (11) aufweist und auf einer an dem zweiten Element befestigbaren oder befestigten Stützstange (8) anordenbar ist, wobei der Grundkörper (11) eine auf einer ersten Stirnseite (13) eine Stützfläche (15) zur stützenden Anlage an dem ersten Element aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (9) einen die Stützfläche (15) bildenden und plastisch verformbaren Vorsprung (14) auf der ersten Stirnseite (13) aufweist.
Stützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (14) ringförmig und koaxial zu dem Grundkörper (11) ausgebildet ist.
Stützelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (14) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.
Stützelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (14) nur durch eine Kraft verformbar ist, die größer ist als die zu erwartende Stützkraft.
Stützelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) auf der von der ersten Stirnseite (13) abgewandten zweiten Stirnseite einen Anschlag (12) zur axialen Anlage an einem Radialvorsprung (10) der Stützstange (8) aufweist.
Stützanordnung (7) für einen elektrisch betreibbaren Bremskraftverstärker (1), der ein als Deckel (5) ausgebildetes erstes Element und ein als Gehäuse (4) ausgebildetes zweites Element aufweist, wobei der Deckel (5) an dem Gehäuse (4) angeordnet ist, mit zumindest einer an dem Gehäuse (4) befestigten Stützstange (8), die sich von dem Gehäuse (4) bis zu einem Deckelbodenabschnitt erstreckt, und mit einem Stützelement (9), das auf der Stützstange (8) zwischen der Stützstange (8) und dem Deckelbodenabschnitt axial wirkend gehalten ist, um den Deckel (5) an der Stützstange (8) abzustützen, gekennzeichnet durch die Ausbildung des Stützelements (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Stützanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (9) auf die Stützstange (8) bis zu einem Radialvorsprung (10) der Stützstange (8) aufgeschoben ist.
Stützanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialvorsprung (10) kreisringförmig und koaxial zu der Stützstange (8) ausgebildet ist.
Elektrisch betreibbarer Bremskraftverstärker (1) mit einem elektromotorischen Aktuator und einem Getriebe, sowie mit einer mit einem Bremspedal koppelbaren Eingangsstange, wobei das Getriebe ein Getriebegehäuse (4) aufweist, an welchem ein eine Rückstellfeder einhausender Deckel (5) angeordnet ist, und mit einer Stützanordnung (7), durch welche der Deckel (5) an dem Gehäuse (4) abgestützt ist, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Stützanordnung (7) nach einem der Ansprüche 6 bis 8.
Verfahren zum Herstellen eines Stützelements für eine Stützanordnung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) auf der ersten Stirnseite (13) mit einem plastisch verformbaren Vorsprung (14) versehen und der Vorsprung (14) in Abhängigkeit von einer Spaltmaßanforderung eines Spalts zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element verformt, insbesondere in Richtung der ersten Stirnseite (13) eingerückt wird.