DE3913263A1 - Unterdruck-bremskraftverstaerker fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Unterdruck-bremskraftverstaerker fuer kraftfahrzeugeInfo
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- B60T13/46—Vacuum systems
- B60T13/52—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units
- B60T13/569—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units characterised by piston details, e.g. construction, mounting of diaphragm
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Description
Die Erfindung betrifft einen Unterdruck-Bremskrafver
stärker für Kraftfahrzeuge, mit einem Unterdruckgehäuse,
das durch eine mit einem pneumatischen Differenzdruck
beaufschlagbare axial bewegliche Wand in eine Unterdruck
kammer und eine Arbeitskammer dichtend unterteilt ist,
wobei die bewegliche Wand durch einen metallischen Mem
branteller und eine daran anliegende Rollmembran gebildet
ist, sowie mit einem mechanisch betätigbaren Steuerventil
zur Verbindung der Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer
bzw. mit der Atmosphäre, dessen axial bewegliches Steuer
ventilgehäuse aus thermoplastischem Kunststoff ausgebildet
ist und eine Abstützfläche für den radial innenliegenden,
eine ringförmige Wölbung aufweisenden Bereich des Membran
tellers sowie eine radiale Nut aufweist, die den radial
innenliegenden Bereich der Rollmembran aufnimmt.
Ein derartiger Bremskraftverstärker bzw. die Art der
Befestigung dessen beweglichen Wand am Steuerventilgehäuse
ist aus der prioritätsälteren Patentanmeldung P 38 13 144.7
der Anmelderin bekannt. Der darin offenbarte
Membranteller weist in seinem radial innenliegenden
Bereich eine umlaufende Wölbung auf, die auf einer am
Steuerventilgehäuse ausgebildeten rechtwinkligen
Auflagefläche aufliegt, so daß bei einer Druckbelastung
der beweglichen Wand eine Abrollbewegung des Membran
tellers stattfinden kann. An die Auflagefläche des
Membrantellers schließt eine im Querschnitt rechteckige
Nut an, die einen im radial innenliegenden Bereich der
Rollmembran entsprechend geformten Wulst aufnimmt.
Bei derartigen bekannten Bremskraftverstärkern besteht
jedoch unter bestimmten Betriebsbedingungen die Gefahr
eines Ausknöpfens der Rollmembran, die die Funktions
sicherheit solcher Bremsgeräte erheblich beeinträchtigt.
Diese Gefahr tritt insbesondere infolge von Staudruck im
Bremsgerät durch dessen Betätigung ohne Unterdruck bzw.
mit verschlossenen Rückschlagventilabgängen, da aufgrund
des im Bremskraftverstärkergehäuse herrschenden Druckes in
radialer Richtung wirkende Kraftkomponenten entsteht, die
versuchen, den Ringwulst der Rollmembran aus der Umfangs
nut des Steuerventilgehäuses herauszuziehen bzw. den Mem
branteller entgegen der Betätigungskraft zu verschieben,
so daß der Ringwulst aus der Nut herausgedrückt wird.
Dies führt zum Ausfall des Bremsgerätes, dessen Ver
stärkungskraft nicht mehr aufgebaut werden kann.
Nachteilig sind auch die durch die rechteckige Ausführung
der Abstützfläche des Membrantellers sowie der die Roll
membran aufnehmenden Nut hohen Materialspannungen im
Steuerventilgehäuse, die unter Umständen zu dessen
Zerstörung führen können.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
vorstehenden Nachteile zu vermeiden und einen
Unterdruck-Bremskraftverstärker mit den gattungsgemäßen
Merkmalen so auszugestalten, daß unter Beibehaltung der
Bauart und der Geräte-Kenndaten dessen Betriebssicherheit
bei Verwendung der ohnehin vorhandenen Teile gewährleistet
ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
sowohl die Kontur der Abstützfläche als auch die des
radial innenliegenden Bereiches (Dichtwulst) der
Rollmembran der gewölbten Form des radial innenliegenden
Bereiches (Wölbung) des Membrantellers (19) entspricht und
daß die Nut mit ihrer axialen Abmessung sich in den
Auflagebereich des Membrantellers auf der Abstützfläche
hinein erstreckt.
Durch diese Maßnahmen wird ein besseres Abrollen des
Membrantellers am Steuerventilgehäuse bei Übertragung der
Verstärkungskraft, eine erhebliche Verringerung der
Materialspannungen im Einspannbereich der beweglichen Wand
sowie eine wesentliche Vereinfachung der Montage erreicht.
Die Nut weist vorzugsweise in ihrem unterhalb der
Abstützfläche des Membrantellers liegenden Bereich eine im
Querschnitt kreissegmentförmige Wölbung auf, die mit einer
im radial innenliegenden Bereich der Rollmembran
ausgebildeten Wölbung zusammenwirkt.
Eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit im Hinblick
auf die im Einspannbereich der beweglichen Wand
auftretenden Spannungen wird bei einer vorteilhaften
Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes dadurch erreicht,
daß der radial innenliegende Bereich der Rollmembran durch
einen axial abstehenden ringförmigen Kragen gebildet ist,
der im wesentlichen die gleiche Materialdicke wie der am
Membranteller anliegende Teil der Rollmembran aufweist und
an seiner dem Membranteller abgewandten Seite einen
radialen Bund aufweist, wobei ein Halteelement vorgesehen
ist, das eine auf den Kragen radial wirkende Kraft
aufbringt.
Das durch einen geschlitzten Ring, eine Wurmfeder oder
einen Gummiring, der vorzugsweise an die Rollmembran
angegossen werden kann, gebildete Halteelement ist bei
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zwischen dem
Bund und dem am innenliegenden Bereich des Membrantellers
anliegenden Abschnitt der Rollmembran angeordnet. Dadurch
wird erreicht, daß durch die Vorspannung des Halteele
mentes die Rollmembran zusätzlich zu ihrer eigenen
Vorspannung in die Nut gepreßt wird. Der durch diesen
Einpreßvorgang erzeugte keilförmige Formschluß verhindert
eine axiale Bewegung des Membrantellers gegenüber dem
Steuerventilgehäuse.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen
Unterdruck-Bremskraftverstärkers ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von fünf 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 Unterdruck-Bremskraftverstärkers nach der
Erfindung;
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Einzelheit "A" in
vergrößertem Maßstab,;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsvariante der Einspannung
der beweglichen Wand des erfindungsgemäßen
Unterdruck-Bremskraftverstärkers;
Fig. 4 eine dritte Ausführungsvariante der Einspannung
der beweglichen Wand des erfindungsgemäßen
Unterdruck-Bremskraftverstärkers;
Fig. 5 eine vierte Ausführungsvariante der Einspannung
der beweglichen Wand des erfindungsgemäßen
Unterdruck-Bremskraftverstärkers und
Fig. 6 eine vorteilhafte Weiterbildung der in Fig. 5
gezeigten Einspannungsvariante.
Das Gehäuse des in Fig. 1 gezeigten Unterdruck-Bremskraft
verstärkers besteht aus zwei an einer Verbindungsstelle
miteinander lancierten Gehäuseteilen, von denen, der
besseren Übersichtlichkeit wegen, nur das bremspedal
seitige Gehäuseteil 7 teilweise dargestellt ist. Der
Innenraum des Gehäuses wird durch eine bewegliche Wand 50
in eine Unterdruckkammer 20, die über einen pneumatischen
Anschluß mit einer Unterdruckquelle verbunden ist (nicht
näher dargestellt), und eine Arbeitskammer 23 unterteilt.
Die durch einen metallischen Membranteller 19 sowie eine
in der Arbeitskammer 23 daran anliegende Rollmembran 18
gebildete bewegliche Wand 50 ist an einem im dargestellten
Beispiel zweiteilig ausgeführten Steuerventilgehäuse 10
befestigt. Wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist,
weist der Membranteller 19 in seinem radial innenliegenden
Bereich eine zur Rollmembran 18 hin gebogene ringförmige
Wölbung 34 auf, die sich an einer am Vorderteil 2 des
Steuerventilgehäuses 10 ausgebildeten Abstützfläche 35
abstützt, deren Kontur der Wölbung 34 entspricht und die
bei Betätigung des Unterdruck-Bremskraftverstärkers eine
Abrollbewegung des Membrantellers 19 zuläßt. An die Ab
stützfläche 35 schließt eine im Vorderteil 2 ausgebildete
radiale Nut 27 an, die den radial innenliegenden Bereich
der Rollmembran 18, der als ein ringförmiger umlaufender
Dichtwulst 42 ausgebildet ist, aufnimmt. Das Steuerventil
gehäuse 10 ragt mit seinem zylindrischen Führungsteil 4
aus dem Verstärkergehäuse 7 heraus und wird mittels eines
nicht dargestellten Faltenbalges gegen Verschmutzung
seiner Oberfläche geschützt. Das Steuerventilgehäuse 10
dichtet mit einem Gleitführungsring 5 die Arbeitskammer 23
nach außen hin ab.
Die Nut 27 ist auf der in Fig. 2 linken Seite durch eine
im Querschnitt kreissegmentförmig ausgebildete Krümmung 43
begrenzt, die sich in den Auflagebereich des Membran
tellers 19 auf der Abstützfläche 35 hinein erstreckt,
wobei der Dichtwulst 42 eine Wölbung 44 aufweist, deren
Form der der Krümmung 43 angepaßt ist. An diese Wölbung 44
schließt ein weiterer gekrümmter Abschnitt 45 an, der an
der Oberfläche der am Membranteller 19 angeformten Wölbung
34 anliegt.
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 Steuerventil
gehäuse 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. Das in der Unterdruckkammer 20
angeordnete Vorderteil 2 des Steuerventilgehäuses 10 weist
ferner eine Bohrung 3 auf, in der eine Reaktionsscheibe 30
sowie eine Druckplatte 17 angeordnet sind. Eine an der
Druckplatte 17 anliegende Druckstange 29 betätigt einen an
der Stirnseite 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 Unterdruck-Bremskraftverstärkers
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 Teller
ventils 1 an, das auf seiner der Dichtfläche abgewandten
Seite einen Anschlag 8 aufweist, der über eine Hülse 38 im
Führungsteil 4 anschlägt. Das Führungsteil 4 liegt in der
Lösestellung mit seinem Kragen 28 am Gleitführungsring 5
an, wobei der Dichtsitz 9 am Steuerventilkolben 16 von
einer Kolbenstangenrückholfeder 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 21 sich an einer Ringfläche 26 am Steuerventil
gehäuse-Vorderteil 2 abstützt und in eine zylindrische
Führungsfläche 22 übergeht, und mit einem am Vorderteil 2
ausgebildeten zylindrischen Abschnitt 33 zusammenwirkt, so
daß die auf die Druckstange 29 einwirkenden Biegekräfte
wirksam aufgenommen werden. Der im Bereich der Mündung des
Unterdruckkanals 36 mit mehreren Öffnungen 31 versehene
radiale Flansch 21 wird gegen Herausfallen durch die Rück
stellfeder 25 gesichert, die sich an einem an die
zylindrische Führungsfläche 22 anschließenden radialen
Kragen 24 abstützt. Da die Druckstange 29 getrennt von der
Druckplatte 17 ausgebildet ist, kann die Führungshülse 14,
wie dargestellt, zylindrisch ausgeführt werden.
Die Reaktionsscheibe 30 befindet sich dabei in einem der
Unterdruckkammer 20 zugewandten Abschnitt der Stufen
bohrung 3, wobei in deren zweitem Abschnitt kleineren
Durchmessers eine Übersetzungsscheibe 6 angeordnet ist,
die mit dem Steuerventilkolben 16 zusammenwirkt und deren
mit der Reaktionsscheibe 30 in Berührung stehende Fläche
die Übersetzung des Bremsgerätes bestimmt.
Bei den in den Fig. 3, 4, 5 und 6 gezeigten Ausführungen
des Einspannbereiches der beweglichen Wand 50 ist der
radial innenliegende Bereich der Rollmembran 18 als ein
axial abstehender ringförmiger Kragen 46 ausgebildet,
dessen Materialdicke der des am Membranteller 19 anliegen
den Teiles der Rollmembran 18 entspricht. Die im radial
innenliegenden Bereich der Rollmembran 18 ausgebildete
Wölbung 44 ist durch den Übergang zwischen dem Kragen 46
und dem am Membranteller 19 bzw. dessen Wölbung 34 an
liegenden Abschnitt 45 gebildet, wobei im keilförmigen
Zwischenraum zwischen dem Kragen 46 und dem Abschnitt 45
ein Halteelement 47 angeordnet ist, welches eine auf den
Kragen 46 einwirkende Kraftkomponente aufbringt, die die
aufgrund der Vorspannung der in der Nut 27 eingespannten
Rollmembran 18 entstehende Haltekraft unterstützt. Das als
eine Wurmfeder 48 (Fig. 3), ein aus Metall oder Kunststoff
hergestellter geschlitzter Ring 49 (Fig. 4) bzw. ein
elastischer Gummiring 51 ausgebildete Halteelement 47 ist
in seiner Lage durch einen am Kragen 46 ausgebildeten
radialen Bund 52 gesichert. Die Ringe 49 und 51 müssen
dabei nicht zwangsläufig eine kreisförmige Querschnitts
fläche aufweisen, so daß sowohl ein polygon- als auch ein
ovalförmig ausgebildeter Querschnitt denkbar ist.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes ist der Gummiring 51 an die
Rollmembran 18 angegossen, so daß er mit dem Kragen 46
über einen zylindrischen Bereich 53 geringerer Dicke in
Verbindung steht. Wie der Pfeil 54 in Fig. 6 zeigt, wird
der zylindrische Bereich 53 bei der Montage umgebogen und
der Gummiring 51 in den bereits erwähnten keilförmigen
Zwischenraum gepreßt. Der zylindrische Bereich 53 kann
auch durch mehrere, gleichmäßig am Umfang verteilte Stege
ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste
1 Tellerventil
2 Vorderteil
3 Bohrung
4 Führungsteil
5 Gleitführungsring
6 Übersetzungsscheibe
7 Verstärkergehäuseteil
8 Anschlagfläche
9 Dichtsitz
10 Steuerventilgehäuse
11 Feder
12 Dichtsitz
13 Kolbenstange
14 Führungshülse
15 Feder
16 Steuerventilkolben
17 Druckplatte
18 Rollmembran
19 Membranteller
20 Unterdruckkammer
21 Flansch
22 Führungsfläche
23 Arbeitskammer
24 Kragen
25 Rückstellfeder
26 Ringfläche
27 Nut
28 Kragen
29 Druckstange
30 Reaktionsscheibe
31 Öffnung
32 -
33 Abschnitt
34 Wölbung
35 Abstützfläche
36 Kanal
37 Kanal
38 Hülse
39 Druckfeder
40 Führung
41 Fläche
42 Dichtwulst
43 Krümmung
44 Wölbung
45 Abschnitt
46 Kragen
47 Halteelement
48 Wurmfeder
49 Ring
50 bewegliche Wand
51 Gummiring
52 Bund
53 Bereich
2 Vorderteil
3 Bohrung
4 Führungsteil
5 Gleitführungsring
6 Übersetzungsscheibe
7 Verstärkergehäuseteil
8 Anschlagfläche
9 Dichtsitz
10 Steuerventilgehäuse
11 Feder
12 Dichtsitz
13 Kolbenstange
14 Führungshülse
15 Feder
16 Steuerventilkolben
17 Druckplatte
18 Rollmembran
19 Membranteller
20 Unterdruckkammer
21 Flansch
22 Führungsfläche
23 Arbeitskammer
24 Kragen
25 Rückstellfeder
26 Ringfläche
27 Nut
28 Kragen
29 Druckstange
30 Reaktionsscheibe
31 Öffnung
32 -
33 Abschnitt
34 Wölbung
35 Abstützfläche
36 Kanal
37 Kanal
38 Hülse
39 Druckfeder
40 Führung
41 Fläche
42 Dichtwulst
43 Krümmung
44 Wölbung
45 Abschnitt
46 Kragen
47 Halteelement
48 Wurmfeder
49 Ring
50 bewegliche Wand
51 Gummiring
52 Bund
53 Bereich
Claims (12)
1. Unterdruck-Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge,
mit einem Unterdruckgehäuse, das durch eine mit einem
pneumatischen Differenzdruck beaufschlagbare axial
bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine
Arbeitskammer dichtend unterteilt ist, wobei die
bewegliche Wand durch einen metallischen Membran
teller und eine daran anliegende Rollmembran gebildet
ist, sowie mit einem mechanisch betätigbaren Steuer
ventil zur Verbindung der Arbeitskammer mit der
Unterdruckkammer bzw. mit der Atmosphäre, dessen
axial bewegliches Steuerventilgehäuse aus thermo
plastischem Kunststoff ausgebildet ist und eine Ab
stützfläche für den radial innenliegenden, eine ring
förmige Wölbung aufweisenden Bereich des Membran
tellers sowie eine radiale Nut aufweist, die den
radial innenliegenden Bereich der Rollmembran auf
nimmt, dadurch gekennzeichnet, daß
sowohl die Kontur der Abstützfläche (35) als auch die
des radial innenliegenden Bereiches (Dichtwulst (42))
der Rollmembran (18) der gewölbten Form des radial
innenliegenden Bereiches (Wölbung (34)) des Membran
tellers (19) entspricht und daß die Nut (27) mit
ihrer axialen Abmessung sich in den Auflagebereich
des Membrantellers (19) auf der Abstützfläche (35)
hinein erstreckt.
2. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nut
(27) in ihrem unterhalb der Abstützfläche (35) des
Membrantellers (19) liegenden Bereich eine im Quer
schnitt kreissegmentförmige Krümmung (43) aufweist,
die mit einer im radial innenliegenden Bereich der
Rollmembran (18) ausgebildeten Wölbung (44) zusammen
wirkt.
3. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der radial
innenliegende Bereich der Rollmembran (18) durch
einen axial abstehenden ringförmigen Kragen (46)
gebildet ist, der im wesentlichen die gleiche
Materialdicke wie der am Membranteller (19) anliegen
de Teil der Rollmembran (18) aufweist und an seiner
dem Membranteller (19) abgewandten Seite einen
radialen Bund (52) aufweist, wobei ein Halteelement
(47) vorgesehen ist, das eine auf den Kragen (46)
radial wirkende Kraft aufbringt.
4. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halte
element (47) zwischen dem Bund (52) und dem am innen
liegenden Bereich des Membrantellers (19) anliegenden
Abschnitt (45) der Rollmembran (18) angeordnet ist.
5. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 3 oder
4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Halteelement (47) durch einen geschlitzten Ring (49)
gebildet ist.
6. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ring
(49) aus Metall besteht.
7. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ring
(49) aus Kunststoff besteht.
8. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 3 oder
4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Halteelement (47) durch einen Gummiring (51) gebildet
ist.
9. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Gummiring (51) an die Rollmembran (18) einteilig
angegossen ist.
10. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 3 oder
4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Halteelement (47) durch eine Wurmfeder (48) gebildet
ist.
11. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach einem der
Ansprüche 5 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ring (49) bzw.
der Gummiring (51) im Querschnitt polygonförmig
ausgebildet ist.
12. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach einem der
Ansprüche 5 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ring (49) bzw.
der Gummiring (51) einen kreis- oder ovalförmigen
Querschnitt aufweist.
Priority Applications (10)
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DE3913263A1 true DE3913263A1 (de) | 1990-10-25 |
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ID=6379215
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3913263A Withdrawn DE3913263A1 (de) | 1989-04-22 | 1989-04-22 | Unterdruck-bremskraftverstaerker fuer kraftfahrzeuge |
DE90901808T Expired - Lifetime DE59002631D1 (de) | 1989-04-22 | 1990-01-30 | Unterdruck-bremskraftverstärker für kraftfahrzeuge. |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE90901808T Expired - Lifetime DE59002631D1 (de) | 1989-04-22 | 1990-01-30 | Unterdruck-bremskraftverstärker für kraftfahrzeuge. |
Country Status (9)
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US (1) | US5320024A (de) |
EP (1) | EP0420947B1 (de) |
JP (1) | JP2788115B2 (de) |
KR (1) | KR0131145B1 (de) |
CN (1) | CN1025602C (de) |
BR (1) | BR9006131A (de) |
DE (2) | DE3913263A1 (de) |
ES (1) | ES2044552T3 (de) |
WO (1) | WO1990012715A1 (de) |
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