PC 11050
Bremskraftverstärker
Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker mit einem Verstärkergehäuse, welches durch wenigstens eine, mit einem pneumatischen Differenzdruck beaufschlagbare, axial bewegliche Wand in wenigstens eine Unterdruckkammer und wenigstens eine Arbeitskammer unterteilt ist, wobei die bewegliche Wand durch einen Membranteller und eine daran anliegende Rollmembran gebildet ist, deren radial innenliegender Dichtwulst in einer, in einem Steuergehäuse ausgebildeten Ringnut eingespannt ist.
Ein derartiger Bremskraftverstärker ist beispielsweise aus der DE 39 04 641 Al bekannt.
Im Bereich der Rollmembran-Einspannung an dem Steuergehäuse ist durch die Ausgestaltung der umlaufenden Ringnut, des Membrantellers, sowie der Kontur für die Einspannung in der Rollmembran selbst ein sicherer Sitz von Rollmembran und Membranteller an dem Steuergehäuse zu gewährleisten, sowie weiterhin unter Zuhilfenahme einer Vorspannung der Rollmembran eine Abdichtung der Kammern (Unterdruckkammer und Arbeitskammer) zu garantieren. Durch die Einspannung muss aber auch im Falle eines Druckstoßes von der Seite der Unterdruckkammer ein Ausknöpfen der Rollmembran vermieden werden. Ein solcher Druckstoß entsteht beispielsweise bei einer Betätigung des Bremskraftverstärkers ohne Vakuum bei geöffneten Radkreisen oder bei plötzlichem Abziehen eines Vakuumschlauches von der Unterdruckkammer des Bremskraft¬ verstärkers, wenn sich also in der Unterdruckkammer schlagartig Atmosphärendruck einstellt.
Nachteilig bei bekannten Bremskraftverstärkern ist, dass dieser Druck über eine Verbindung von Unterdruckkammer zu
Arbeitskaraner nicht dynamisch genug abgebaut werden kann, so dass die Rollmembraneinspannung relativ massiv ausgeführt werden muss, um ein Ausknöpfen des Dichtwulstes der Rollmembran und damit ein Ausfall des Bremskraftverstärkers zu verhindern.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Bremskraftverstärker bereitzustellen, welcher eine sichere Einspannung der Rollmembran sowie eine Abdichtung der Kammern (Unterdruck- und Arbeitskammer) gewährleistet und gleichzeitig einen dynamischen Druckabbau im Falle eines Druckstoßes von der Seite der Unterdruckkammer erlaubt.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Dichtwulst Mittel aufweist, welche einen Druckabbau von der Unterdruckkammer in Richtung der Arbeitskammer über den Dichtwulst ermöglichen. Im Falle eines Druckstoßes von der Seite der Unterdruckkammer kann so der Druck schnell abgebaut werden, wodurch ein Ausknöpfen der Rollmembran aus der Ringnut verhindert werden kann. Des weiteren kann dadurch, dass die
Rollmembraneinspannung einem Druckstoß von der Seite der Unterdruckkammer nicht standhalten muss, der radiale Bauraum der Ringnut verringert werden, wodurch Vorteile im Packaging und im Werkstoffeinsatz der Rollmembran und des Steuergehäuses erzielt werden.
Die Mittel zum Druckabbau sind dabei in wenigstens einem Abschnitt des Dichtwulstes vorgesehen. Um jedoch einen gleichmäßigen Druckabbau zu erreichen, sind vorzugsweise mehrere am Umfang des Dichtwulstes verteilte Abschnitte vorgesehen, welche die Mittel zum Druckabbau von der Unterdruckkammer in Richtung der Arbeitskammer aufweisen.
Eine einfache Ausgestaltung der Rollmembran wird dadurch erzielt, dass der Dichtwulst an einer Unterseite eine umlaufende Dichtfläche aufweist. Somit sind keine weiteren
Dichtelemente notwendig, die an den Dichtwulst angeformt sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Membranteller einen radial innenliegenden, axial ausgerichteten Randbereich mit einer radial innenliegenden Ringfläche auf, welcher eine Außenseite des Steuergehäuses umgreift und welcher mit einem freien Ende an einer Anschlagfläche des Steuergehäuses anliegt, wodurch eine weitere Reduzierung des radialen Bauraumes im Bereich der Rollmembraneinspannung erreicht werden kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Dichtwulst in wenigstens einem Abschnitt an einer dem Membranteller abgewandten Seite eine Ausnehmung aufweist. Dabei erstreckt sich die Ausnehmung vorzugsweise an der Seite in radialer Richtung über eine Höhe des Dichtwulstes und an der Unterseite in axialer Richtung über einen Teil der Breite des Dichtwulstes bis zur umlaufenden Dichtfläche bzw. nahezu bis zur umlaufenden Dichtfläche. Der Druckabbau von der Unterdruckkammer in Richtung der Arbeitskammer ist dadurch möglich, dass im Falle eines Druckstoßes der Dichtwulst in der Ringnut in Richtung Arbeitskammer kippt. Hierdurch hebt die Dichtfläche von einem Boden der Ringnut ab und der Druckabbau kann über die Ausnehmung im Dichtwust erfolgen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Dichtwulst in wenigstens einem Abschnitt an der Unterseite eine erste und eine zweite Ausnehmung aufweist, wobei an der Unterseite ein Teil des Dichtwulstes stehen bleibt und die umlaufende Dichtfläche an dem verbleibenden Teil des Dichtwulstes vorgesehen ist. Ein Druckabbau von der Unterdruckkammer in Richtung Arbeitskammer kann dadurch erfolgen, dass der verbleibende Teil des Dichtwulstes durch den Druckstoß in Richtung Arbeitskammer verformt wird und sich dadurch die Dichtfläche von dem Boden der Ringnut in diesem
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Bereich abhebt.
Vorzugsweise ist der verbleibende Teil im Bereich des Abschnittes als Dichtlippe ausgestaltet. Andere
Ausgestaltungsformen sind jedoch im Rahmen der Erfindung ebenso denkbar.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, welche Ausführungsbeispiele zeigt. Es zeigt jeweils stark schematisiert sowie im Schnitt:
Figur 1 einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers im Längsschnitt;
Figur 2 den Ausschnitt gemäß Fig. 1 im Falle eines Druckstoßes von der Unterdruckkammer;
Figur 3 einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers im Querschnitt;
Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch Fig. 3 und
Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie B-B durch Fig. 3.
Die Funktionsweise und der grundsätzliche Aufbau eines Bremskraftverstärkers sind bekannt, so dass lediglich die für die Erfindung wesentlichen Teile im Folgenden dargestellt und beschrieben werden.
Fig. 1 bis 5 zeigen einen schematisierten Ausschnitt eines ersten und eines zweiten Ausführungsbeispiels eines
erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers 1 im Längs- und im Querschnitt mit einem nicht dargestellten Verstärkergehäuse, welches durch eine, mit einem pneumatischen Differenzdruck beaufschlagbare, axial bewegliche Wand 2 in eine Unterdruckkammer 3 und eine Arbeitskammer 4 unterteilt ist, wobei die bewegliche Wand 2 durch einen Membranteller 5 und eine daran anliegende Rollmembran 6 gebildet ist, deren radial innenliegender Dichtwulst 7 in einer, in einem Steuergehäuse 8 ausgebildeten Ringnut 9 unter Zuhilfenahme einer Vorspannung eingespannt ist. Der Bremskraftverstärker 1 kann als Single¬ oder Tandem-Gerät ausgestaltet sein.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass der Dichtwulst 7 in wenigstens einem Abschnitt 21 an einer dem Membranteller 5 abgewandten Seite 10 eine Ausnehmung 11 aufweist, welche beispielsweise als nutförmiger Kanal ausgebildet ist und sich in radialer Richtung über eine Höhe h des Dichtwulstes 7 und an einer Unterseite 12 in axialer Richtung über einen Teil einer Breite b des Dichtwulstes 7 bis zur umlaufenden Dichtfläche 13 bzw. nahezu bis zur umlaufenden Dichtfläche 13 erstreckt. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, ist die Ausnehmung 11 in axialer Richtung somit derart ausgebildet, dass der Dichtwulst 7 an der Unterseite 12 eine umlaufende Dichtfläche 13 aufweist, welche an einem Boden 14 der Ringnut 9 anliegt. Die Dichtfläche 13 wird durch die Ausnehmung 11 nicht unterbrochen, wodurch eine Abdichtung zwischen Unterdruckkammer 3 und Arbeitskammer 4 ermöglicht wird.
Der Membranteller 5 weist einen radial innenliegenden, axial ausgerichteten Randbereich 17 mit einer radial innenliegenden Ringfläche 18 auf, welcher eine Außenseite des Steuergehäuses 8 umgreift und mit einem freien Ende an einer Anschlagfläche 20 des Steuergehäuses 8 anliegt.
Fig. 2 zeigt den Ausschnitt gemäß Fig. 1 im Falle eines
Druckstoßes von der Seite der Unterdruckkammer 3. Ein solcher Druckstoß entsteht beispielsweise bei einer Betätigung des Bremskraftverstärkers 1 ohne Vakuum bei geöffneten Radkreisen oder bei plötzlichem Abziehen eines Vakuumschlauches von der Unterdruckkammer 3. In diesem Fall muss ein Ausknöpfen der Rollmembran 6 aus der Ringnut 9 vermieden werden, um die Funktion des Bremskraftverstärkers 1 zu gewährleisten. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, erfolgt durch den Druckstoß eine Kippung des Dichtwulstes 7 in Richtung Arbeitskammer 4, so dass sich die Dichtfläche 13 von dem Boden 14 der Ringnut 9 abhebt und dadurch ein Druckabbau von der Unterdruckkammer 3 in Richtung Arbeitskammer 4 über die nutenförmige Ausnehmung 11 möglich ist.
Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann die Kippung des Dichtwulstes 7 dadurch erfolgen, dass der Dichtwulst 7 im montierten Zustand mit seiner Seite 10 an einer ersten, dem Membranteller 5 abgewandten Seitenfläche 15 anliegt und eine zweite, dem Membranteller zugewandte Seitenfläche 16 nicht berührt. Der Dichtwulst 7 wird durch Anlage an dem Membranteller 5 in dieser Position gehalten.
Durch die beschriebene Ausgestaltung des Dichtwulstes 7 ist es daher möglich, einen Druck in Richtung Arbeitskammer 4 abzubauen und gleichzeitig die Vorspannung der Rollmembran 6 zu gewährleisten. Dabei können ein oder mehrere Abschnitte des Dichtwulstes 7 mit einer vorstehend beschriebenen Ausnehmung 11 versehen sein. Ferner kann durch die Möglichkeit des Druckabbaus in Richtung Arbeitskammer 4 die
Rollmembraneinspannung einfacher realisiert werden, so dass Elemente zur Fixierung der Einspannung der Rollmembran 6 und des Membrantellers 5, wie beispielsweise Krallringe, entfallen können. Da die Rollmembraneinspannung nicht mehr so massiv ausgestaltet werden muss, um ein Ausknöpfen der Rollmembran 6 zu verhindern, kann die Ringnut 9 flacher ausgestaltet sein.
Zusätzlich kann eine Werkstoffeinsparung des Dichtwulstes 7 und des Steuergehäuses 8 erreicht werden.
Fig. 3 bis 5 zeigen einen schematisierten Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers 1 im Quer- und Längsschnitt, welches sich lediglich in der Ausgestaltung des Dichtwulstes 7 unterscheidet. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht erneut beschrieben.
Aus Fig. 3, welche einen Ausschnitt des Bremskraftverstärkers 1 im Querschnitt und einen Schnitt entlang der Linie C-C in den Fig. 4 und 5 zeigt, ist ersichtlich, dass der Dichtwulst 7 der zweiten Ausführungsform wenigstens einen Abschnitt 21 aufweist, welcher einen Druckabbau von der Unterdruckkammer 3 in Richtung Arbeitskammer 4 im Falle eines Druckstoßes von der Unterdruckkammer 3 ermöglicht.
Weiter zeigt Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A und Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 3. Dabei zeigt Fig. 4 einen Längsschnitt in einem Bereich außerhalb des Abschnittes 21. Der Dichtwulst 7 weist an der Unterseite 12 einen radial nach innen gerichteten Vorsprung 22 auf, welcher im montierten Zustand an dem Boden 14 der Ringnut 9 anliegt und eine definierte Dichtfläche 13 gewährleistet.
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt in dem Bereich des Abschnittes 21. Es wird deutlich, dass der Dichtwulst 7 an der Unterseite 7 eine erste Ausnehmung 23 und eine zweite Ausnehmung 24 aufweist, so dass an der Unterseite 7 ein Teil des Dichtwulstes 7 stehen bleibt. Mit anderen Worten weist der Dichtwulst 7 im Bereich des Abschnittes 21 eine gezielte WerkstoffSchwächung auf. Der verbleibende Teil des Dichtwulstes 7 ist als Dichtlippe 25 ausgestaltet, an welcher die Dichtfläche 13 vorgesehen ist und die im Falle eines Druckstoßes von der
Unterdruckkammer 3 in Richtung Arbeitskammer 4 verformt wird. Dies bedeutet, dass sich die Dichtfläche 13 von dem Boden 14 der Ringnut 9 abhebt und der Druck über die Dichtlippe 25 in Richtung Arbeitskammer 4 abgebaut werden kann.
Ferner ist es möglich, den durch die Ausnehmungen 23,24 verbleibenden Teil des Dichtwulstes 7 beispielsweise wulst- oder kegelförmig auszugestalten.
Um eine umlaufende Dichtfläche 13 zu gewährleisten, ist die Dichtfläche innerhalb und außerhalb des Abschnittes 21 auf gleicher axialer Position angeordnet.
Wie zum ersten Ausführungsbeispiel bereits ausgeführt wurde, ist es durch diese Ausgestaltung des Dichtwulstes 7 möglich, einen Druck in Richtung Arbeitskammer 4 abzubauen und gleichzeitig die Vorspannung der Rollmembran 6 zu gewährleisten. Dabei können ein oder mehrere Abschnitte 21 am Umfang des Dichtwulstes 7 verteilt angeordnet sein. Die Rollmembraneinspannung kann einfacher realisiert werden und eine massive Ausgestaltung des Dichtwulstes 7 entfällt, wodurch die Ringnut 9 flacher ausgestaltet werden kann. Ebenso kann auch hier eine Werkstoffeinsparung des Dichtwulstes 7 und des Steuergehäuses 8 erreicht werden.
Bezugszeichenliste
1 Bremskraftverstärker
2 bewegliche Wand
3 Unterdruckkammer
4 Arbeitskämmer
5 Membranteller
6 Rollmembran
7 Dichtwulst
8 Steuergehäuse
9 Ringnut
10 Seite
11 Ausnehmung
12 Unterseite
13 Dichtfläche
14 Boden
15 Seitenfläche
16 Seitenfläche
17 Randbereich
18 Ringfläche
19 Ende
20 Anlagefläche
21 Abschnitt
22 Vorsprung
23 Ausnehmung 24 Ausnehmung 25 Dichtlippe
b Breite h Höhe