DE3709172A1

DE3709172A1 - Vakuumbremskraftverstaerker fuer kraftfahrzeuge und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3709172A1
Application number: DE19873709172
Authority: DE
Inventors: Wilfried Wagner; Lothar Schiel
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1988-09-29
Also published as: JPS63235152A; FR2612474B1; GB8806261D0; GB2202289A; GB2202289B; FR2612474A1; US4892027A

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuumbremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, mit einem Unterdruckgehäuse, das durch eine axial bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer dichtend unterteilt ist, mit einem mechanisch betätigbaren Steuerventil zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer bzw. mit der Atmos phäre, dessen axial bewegliches Steuerventilgehäuse aus thermoplastischem Kunststoff ausgebildet ist und in einer axialen Bohrung eine gummielastische Reaktionsscheibe auf nimmt, die an einem Kopfflansch einer Druckstange anliegt, die die Bremskraft auf einen Betätigungskolben eines unterdruckseitig am Unterdruckgehäuse angebrachten Haupt zylinders überträgt, wobei die bewegliche Wand mit dem Steuerventilgehäuse verbunden ist und eine der axialen Führung der Druckstange dienende, einen radialen Flansch aufweisende Führungshülse vorgesehen ist, sowie ein Ver fahren zur Herstellung eines solchen Vakuumbremskraft verstärkers.

Ein derartiger Vakuumbremskraftverstärker ist aus der älteren Anmeldung der Anmelderin P 33 44 110.3 bekannt. Bei diesem Bremskraftverstärker ist zwischen der Re aktionsscheibe und der Druckstange eine Druckplatte ange ordnet, wobei in einer Ausnehmung des Steuerventilgehäuses oder in einer mit dem Steuerventilgehäuse verbundenen Klemmhülse ein Führungsteller mit einer zentralen Bohrung aufgenommen wird, deren radial innerer Rand zu einem Hals oder Kragen ausgeformt ist, der sich axial in Richtung auf den Hauptzylinder zu erstreckt und der Halterung und Führung der Druckstange dient, deren steuergehäuseseitiges Ende oder Kopfteil mit der Druckplatte zusammenwirkt.

Weniger vorteilhaft anzusehen ist bei dem oben erwähnten Bremskraftverstärker die Art der Befestigung bzw. axialen Sicherung des Führungstellers am Steuerventilgehäuse, bei der ein metallisches Teil benötigt wird, in dem Lancierungen vorgesehen sind, die den Führungsteller an einer Stirnfläche des Steuerventilgehäuses halten. Dieses Teil wird dabei durch einen axialen Hals eines Membran tellers gebildet, der zusammen mit einer Rollmembrane am Steuerventilgehäuse befestigt ist. Durch diese Anordnung werden insbesondere gewichtssparende Ausführungen von Vakuumbremskraftverstärkern beeinträchtigt, bei denen Membranteller aus Aluminium eingesetzt werden, da im Hin blick auf die beim Tiefziehen von Aluminium auftretende Rissbildung ein separates Teil aus ziehfesterem Metall eingesetzt werden muß, so daß sich eine zweiteilige, kostenintensive Ausführung des Membrantellers ergibt. Als Nachteil können auch sowohl die in axialer, sowie radialer Richtung durchzuführende Montage des Führungstellers, als auch die Einschränkung bei der Gestaltung des Steuer ventilgehäuses bzw. dessen Kanäle empfunden werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vakuumbremskraftverstärker der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei dem die oben erwähnten Nachteile weitgehend vermieden werden und der eine günstigere Gestaltung der beweglichen Wand sowie eine strömungsgünstige Ausführung der Unterdruckkanäle ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der radiale Flansch der Führungshülse innerhalb der Bohrung des Steuerventilgehäuses axial abgestützt ist und von einem mit dem Steuerventilgehäuse in Verbindung stehenden Halteteil axial formschlüssig umgriffen wird.

Es wird also ein Vakuumbremskraftverstärker für Kraftfahr zeuge geschaffen, bei dem eine erhebliche Vereinfachung der Montage unter Verwendung von kostengünstigen Einzel heiten erreicht wird. Gleichzeitig werden durch die er findungsgemäße Ausbildung des Bremskraftverstärkers eine hervorragende Zentrierung der Druckstange gewährleistet, sowie eine Übertragung höchster Halterkräfte ermöglicht.

Bei einem Einsatz von thermoplastischen Kunststoffen, die für die Umformung weniger geeignet, dafür aber besser schweißbar sind, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes vor, daß das Halteteil durch einen Haltering gebildet ist, dessen radial innen- bzw. außen liegende Fläche mit der Oberfläche des Steuerventilge häuses bzw. der Wandung der die Reaktionsscheibe auf nehmenden Bohrung des Steuerventilgehäuses kraftschlüssig verbunden ist, wobei der Ausgangswerkstoff des Halteringes dem des Steuerventilgehäuses entspricht. Durch diese Maß nahme wird eine höhere Festigkeit der Verbindung der Druckstange mit dem Steuerventilgehäuse erreicht, die vor allem bei Bremsgeräten größeren Durchmessers wichtig ist. Um eine Verwendung von im Durchmeser kleineren Reaktions scheiben bei gleichen Bremskräften zu ermöglichen, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die axiale Abstützung des radialen Flansches der Führungs hülse an einem die Reaktionsscheibe aufnehmenden topf förmigen metallischen Einlegeteil erfolgt. Diese Maßnahme bietet einen wirksamen Schutz des Kunststoff-Steuerventil gehäuses vor den hohen Drücken in der Reaktionsscheibe und ermöglicht eine engere Passung zwischen dem aus Metall ausgebildeten topfförmigen Einlegeteil und der Druckplatte der Druckstange sowie der zwischen dem Steuerventilkolben und der Reaktionsscheibe angeordneten Ubersetzungsscheibe.

Ein Verfahren zur Herstellung des Vakuumbremskraftver stärkers nach der Erfindung ist in den Unteransprüchen 9 bis 16 angegeben.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Vakuumbremskraftverstärkers ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung von drei Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert sind, wobei die einander entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Es zeigt

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt einer ersten Ausführung des Vakuumbremskraftverstärkers nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt einer zweiten Ausführung des Vakuumbremskraftverstärkers nach der Erfindung;

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt einer dritten Ausführung des Vakuumbremskraftverstärkers nach der Erfindung.

Das Gehäuse des Bremskraftverstärkers besteht aus zwei an einer Verbindungsstelle miteinander lancierten Gehäuse teilen, von denen, der besseren Übersichtlichkeit wegen, nur das bremspedalseitige Gehäuseteil 7 teilweise darge stellt ist. Der Innenraum des Gehäuses wird durch einen Verstärkerkolben 19 in eine Unterdruckkammer 20, die über eine Anschlußbohrung mit einer Vakuumquelle verbunden ist (nicht näher dargestellt) und eine Arbeitskammer 23 unter teilt. Der Verstärkerkolben 19 weist eine in der Arbeits kammer 23 daran anliegende Rollmembran 18 und ein mit dem Verstärkerkolben 19 und der Rollmembran 18 verbundenes, zweiteilig ausgebildetes Steuerventilgehäuse 10 auf. Die Rollmembran 18 ist an der Verbindungsstelle 26 druckdicht eingespannt und umgreift mit ihrem inneren Abschnitt den Innenrand des Verstärkerkolbens 19 und dichtet diesen gegenüber dem Steuerventilgehäuse 10 ab. Das Steuerventil gehäuse 10 ragt mit seinem zylindrischen Führungsteil 4 aus dem Verstärkergehäuse 7 heraus und wird mittels eines Faltenbalges 27 gegen Verschmutzung seiner Oberfläche ge schützt. Das Steuerventilgehäuse 10 dichtet mit einem Gleitführungsring 5 die Arbeitskammer 23 nach außen hin ab.

Im Inneren des Steuerventilgehäuses 10 ist eine aus Kolbenstange 13 und Ventilkolben 16 zusammengesetzte Steuerstange axial verschiebbar angeordnet, die über einen nicht näher dargestellten Gabelkopf mit einem Bremspedal eines Kraftfahrzeuges verbindbar ist. Das Steuerventilge häuse 10 enthält ferner eine Ventilanordnung 1, 9, 12, die von dem Ventilkolben 16 betätigt wird und über Kanäle 36, 37 die Druckdifferenz zwischen Unterdruckkammer 20 und Arbeitskammer 23 steuert. Der in der Unterdruckkammer 20 angeordnete Vorderteil 2 des Steuerventilgehäuses 10 weist ferner eine Bohrung 3 auf, in der eine Reaktionsscheibe 30 angeordnet ist. Eine Druckstange 29 betätigt einen an der Stirnseite des Bodens des Verstärkergehäuses befestigten, nicht näher dargestellten Hauptbremszylinder.

Zum Zurückstellen des Verstärkerkolbens 19 ist eine Rück stellfeder 25 vorgesehen, die zwischen dem Vorderteil 2 des Steuerventilgehäuses 10 und dem Boden des Verstärker gehäuses eingespannt ist.

Die Steuerbaugruppe des Vakuumbremskraftverstärkers ist in der Lösestellung dargestellt, d. h. in einer Stellung, in der die beiden Kammern 20, 23 voneinander getrennt sind. In dieser Stellung liegen nämlich die beiden Dichtsitze 9, 12 an der Dichtfläche eines Tellerventils 1 an, das auf seiner der Dichtfläche abgewandten Seite einen Anschlag 8 aufweist, der über eine Hülse 38 im Führungsteil 4 an schlägt. Das Führungsteil 4 liegt in der Lösestellung mit seinem Kragen 28 am Gleitführungsring 5 an, wobei der Dichtsitz 9 am Steuerventilkolben 16 von einer Kolben stangenrückholfeder 11 gegen die Dichtfläche des Tellerventils 1 gedrückt wird. Das Tellerventil 1 wird gleichzeitig in Richtung auf die beiden Dichtsitze 9, 12 zu mittels einer Druckfeder 15 vorgespannt, die sich mit deren anderem Ende an der Hülse 38 abstützt. Außerdem ist eine zweite Druckfeder 39 vorgesehen, die sich einerseits an einer Führung 40 des Tellerventils 1 und andererseits an einer ringförmigen Fläche 41 der Hülse 38 abstützt und die beiden Steuerventilgehäuseteile 2, 4 auseinander hält.

Um eine präzise Führung der Druckstange 29 zu erzielen, ist eine Führungshülse 14 vorgesehen, deren radialer Flansch 24 in die Bohrung 3 des Vorderteils 2 eingeführt ist und sich an einem metallischen Einlegeteil 21 axial abstützt, das mit einer axialen Stufenbohrung 42 versehen ist. Die Reaktionsscheibe 30 befindet sich dabei in einem der Unterdruckkammer 20 zugewandten Abschnitt der Stufen bohrung 42, wobei zwischen der Reaktionsscheibe 30 und dem steuergehäuseseitigen Ende der Druckstange 29 eine Druck platte 17 vorgesehen ist. In einem zweiten Abschnitt der Stufenbohrung 42 kleineren Durchmessers ist eine Über setzungsscheibe 6 angeordnet, die mit dem Steuerventil kolben 16 zusammenwirkt und deren mit der Reaktionsscheibe 30 in Berührung stehende Fläche die Übersetzung des Brems gerätes bestimmt. Ein Ausknicken der Druckstange 29 bzw. deren Führungshülse 14 wird durch ein Halteteil 22 ver hindert, das den radialen Flansch 24 der Führungshülse 14 axial formschlüssig umgreift. Dieses Halteteil 22 ist bei der dargestellten Ausführungsform durch einen radialen Bund 28 gebildet, der einstückig mit dem Steuerventil gehäuse-Vorderteil 2 durch dessen plastische Verformung gebildet wird.

Bei den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, die vor allem für größere Ge räte geeignet sind, wird zur axialen Sicherung der Führungshülse 14 ein Haltering 31 bzw. 33 verwendet. Der radiale Flansch 24 der Führungshülse 14 stützt sich an einem stufenförmigen Absatz 35 der Bohrung 3 ab. Während die Fig. 2 den Haltering 31 zeigt, dessen radial innen liegende Fläche 34 mit der Oberfläche des Steuerventilge häuses 10 verschweißt bzw. verklebt ist, ist in Fig. 3 der Haltering 33 dargestellt, dessen radial außenliegende Fläche 34 mit der Wandung der Bohrung 3 kraftschlüssig, ggf. auch durch Verschweißen oder Verkleben, verbunden ist.

Die Verwendung eines separaten Halteringes erhöht erheb lich die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Steuer ventilgehäuse und der Druckstange, so daß höchste Halte kräfte übertragen werden können.

Bezugszeichenliste 1 Tellerventil
2 Vorderteil
3 Bohrung
4 Führungsteil
5 Gleitführungsring
6 Übersetzungsscheibe
7 Verstärkergehäusehälfte
8 Anschlagfläche
9 Dichtsitz
10 Steuerventilgehäuse
11 Feder
12 Dichtsitz
13 Kolbenstange
14 Führungshülse
15 Feder
16 Steuerventilkolben
17 Druckplatte
18 Rollmembran
19 Verstärkerkolben
20 Unterdruckkammer
21 Einlegeteil
22 Halteteil
23 Arbeitskammer
24 Flansch
25 Rückstellfeder
26 Verbindungsstelle
27 Faltenbalg
28 Kragen
29 Druckstange
30 Reaktionsscheibe
31 Haltering
32 Fläche
33 Haltering
34 Fläche
35 Absatz
36 Kanal
37 Kanal
38 Hülse
39 Druckfeder
40 Führung
41 Fläche
42 Stufenbohrung
43 Innenwand

Claims

1. Vakuumbremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, mit einem Unterdruckgehäuse, das durch eine axial be wegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer dichtend unterteilt ist, mit einem mechanisch betätigbaren Steuerventil zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer bzw. mit der Atmosphäre, dessen axial bewegliches Steuer ventilgehäuse aus thermoplastischem Kunststoff aus gebildet ist und in einer axialen Bohrung eine gummi elastische Reaktionsscheibe aufnimmt, die an einem Kopfflansch einer Druckstange anliegt, die die Brems kraft auf einen Betätigungskolben eines unterdruck seitig am Unterdruckgehäuse angebrachten Hauptzylin ders überträgt, wobei die bewegliche Wand mit dem Steuerventilgehäuse verbunden ist und eine der axialen Führung der Druckststange dienende, einen radialen Flansch aufweisende Führungshülse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Flansch (24) der Führungshülse (14) innerhalb der die Reaktionsscheibe (30) aufnehmenden Bohrung (3) des Steuerventilgehäuses (10) axial abgestützt ist und von einem mit dem Steuerventilgehäuse (10) in Verbindung stehenden Halteteil (22) formschlüssig axial umgriffen wird.

2. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (22) durch einen am Steuerventilgehäuse (10) einstückig angeformten radialen Bund (28) gebildet ist.

3. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (22) durch mehrere radial nach innen gerichtete Vorsprünge gebildet ist, die einstückig am Steuerventilgehäuse (10) angeformt sind.

4. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (22) durch einen Haltering (31) gebildet ist, dessen radial innenliegende Fläche (32) mit der Oberfläche des Steuerventilgehäuses (10) kraftschlüssig ver bunden ist.

5. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (22) durch einen Haltering (33) gebildet ist, dessen radial außenliegende Fläche (34) mit der Oberfläche des Steuerventilgehäuses (10) kraftschlüssig ver bunden ist.

6. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangswerkstoff des Halteringes (31, 33) dem des Steuerventilgehäuses (10) entspricht.

7. Vakuumbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Ab stützung des radialen Flansches (24) der Führungs hülse (14) an einem der Reaktionssscheibe (30) auf nehmenden topfförmigen Einlegeteil (21) erfolgt.

8. Vakuumbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Reaktionsscheibe (30) aufnehmende Bohrung (3) einen stufenförmigen Absatz (35) aufweist, an dem der radiale Flansch (24) sich axial abstützt.

9. Verfahren zur Herstellung des Vakuumbremskraftver stärkers nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekenn zeichnet durch die folgenden Verfahrens schritte:

a) Einführen des radialen Flansches (24) der Führungshülse (14) in die Bohrung (3) des Steuerventilgehäuses (10);
b) Erwärmung des überstehenden Teils der Wandung der Bohrung (3) bis über die Schmelztemperatur des Steuerventilgehäusematerials, und
c) formschlüssiges Umformen des erwärmten Teiles zu einem radial nach innen gerichteten Halteteil (22).

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Erwärmung mittels Ultra schall erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Erwärmung mittels einer elektrischen Heizspirale erfolgt.

12. Verfahren zur Herstellung des Vakuumbremskraft verstärkers nach den Ansprüchen 4 bis 6, ge kennzeichnet durch die folgenden Ver fahrensschritte:

a1) Einführen des radialen Flansches (24) der Führungshülse (14) in die Bohrung (3) des Steuerventilgehäuses (10),
b1) Vormontieren des Halteringes (31 bzw. 33) auf der Oberfläche des Steuerventilgehäuses (10) bzw. in dessen Bohrung (3), und
c1) Verbinden des Halteringes (31 bzw. 33) mit dem Steuerventilgehäuses (10) auf axialen Anschlag.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindung des Halteringes (31, 33) mit dem Steuergehäuse (10) durch Verschweißen erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verschweißen durch Ultra schallwirkung erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verschweißen durch Reibung erfolgt.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindung des Halteringes (31, 33) mit dem Steuergehäuse (10) durch Verkleben der beiden Teile erfolgt.