DE4344188A1

DE4344188A1 - Unterdruck-Bremskraftverstärker

Info

Publication number: DE4344188A1
Application number: DE19934344188
Authority: DE
Inventors: Peter Drott; Horst Kraemer
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1993-12-23
Filing date: 1993-12-23
Publication date: 1995-06-29

Description

Die Erfindung betrifft einen Unterdruck-Bremskraftverstärker mit einem Verstärkergehäuse, das durch eine mit einem pneumatischen Differenzdruck beaufschlagbare axial bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer dichtend unterteilt ist, sowie mit einem den Differenzdruck steuernden, in einem Steuergehäuse angeordneten Steuerventil, wobei die bewegliche Wand durch einen am Steuergehäuse sich axial abstützenden Membranteller sowie eine daran anliegende elastische Rollmembran gebildet ist und der Membranteller in seinem mit dem Steuergehäuse zusammenwirkenden, radial innenliegenden Randbereich eine das Steuergehäuse umgreifende Ringfläche aufweist.

Ein derartiger Unterdruck-Bremskraftverstärker ist z. B. aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 046 339 bekannt. Der Membranteller wird bei dem vorbekannten Unterdruck-Bremskraftverstärker durch einen im radial innenliegenden Randbereich der Rollmembran ausgebildeten Dichtwulst gegen axiales Verschieben gesichert, der von einer im Steuergehäuse ausgebildeten umlaufenden Nut aufgenommen wird.

Bei derartigen bekannten Unterdruck-Bremskraftverstärkern besteht jedoch unter bestimmten Betriebsbedingungen die Gefahr eines Ausknöpfens der Rollmembran, die die Funktionssicherheit solcher Bremsgeräte erheblich beeinträchtigt.

Diese Gefahr tritt insbesondere infolge von Staudruck im Bremsgerät durch dessen Betätigung ohne Unterdruck bzw. mit verschlossenen Rückschlagventilabgängen auf, da aufgrund des im Verstärkergehäuse herrschenden Druckes in radialer Richtung wirkende Kraftkomponenten entstehen, die versuchen, den Wulst der Rollmembran aus der Umfangsnut des Steuergehäuses herauszuziehen, bzw. den Membranteller entgegen der Betätigungskraft zu verschieben, so daß der Wulst aus der Nut herausgedrückt wird. Dies führt zum Ausfall des Bremsgerätes, dessen Verstärkungskraft nicht mehr aufgebaut werden kann.

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 unter Verwendung der ohnehin vorhandenen Teile gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Membranteller und dem Steuergehäuse eine Einrastverbindung vorgesehen ist, die vorzugsweise durch die Ringfläche sowie am Steuergehäuse ausgebildete Rastelemente gebildet ist, die ein axiales Verschieben des Membrantellers verhindern. Durch diese Maßnahmen wird eine formschlüssige Verbindung geschaffen, die sich insbesondere durch eine einfache Montage auszeichnet, bei der keine besonderen Werkzeuge oder Vorrichtungen erforderlich sind und lediglich geringe Montagekräfte aufzubringen sind. Durch die Wahl der Ausführung bzw. Anzahl der Rastelemente ist die Halte- und Montagekraft der Verbindung beeinflußbar. Außerdem entfällt beim Erfindungsgegenstand die Haltefunktion der Rollmembran, so daß diese in ihrem radial innenliegenden Bereich einfacher ausgeführt werden kann.

Eine besonders kostengünstig herstellbare Ausführung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß das Steuergehäuse aus Kunststoff besteht und daß die Rastelemente am Steuergehäuse angespritzt sind.

Um bei gleichzeitiger Vereinfachung der Montage die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Verbindung zu erhöhen, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Rastelemente radial federnd ausgebildet sind und in ihrem radial außenliegenden Bereich eine Schräge aufweisen.

Eine spielfreie Lagerung des Membrantellers auf dem Steuergehäuse bei gleichzeitiger axialer Sicherung der Rollmembran wird bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß das Steuergehäuse im Befestigungsbereich des Membrantellers eine umlaufende Nut aufweist, die einen an der Rollmembran ausgebildeten Wulst aufnimmt, an dem die Ringfläche des Membrantellers sich axial abstützt. Durch diese Maßnahme ist eine betriebssichere Fixierung des Membrantellers in seiner Lage gewährleistet. Die Vorspannung der Verbindung zwischen Membranteller und Steuergehäuse wird somit durch die Wahl der Geometrie des Wulstes, der entweder durch mehrere, gleichmäßig verteilte Segmente oder durch einen umlaufenden Ring gebildet sein kann, bestimmt.

Bei einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Unterdruck-Bremskraftverstärkers begrenzt die Rollmembran im Bereich des Wulstes mit dem Membranteller einen pneumatischen Raum, der der Wirkung des in der Unterdruckkammer herrschenden Druckes ausgesetzt ist. Durch das Bestreben der Rollmembran, sich an die Kontur des Membrantellers anzupassen, entsteht bei der Betätigung eine selbstverstärkende Kraftkomponente, die die Vorspannung der Verbindung zusätzlich erhöht und die einen sicheren Sitz der Rollmembran in der Nut gewährleistet.

Ein in der Unterdruckkammer eventuell auftretender pneumatischer Überdruck kann bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung schließlich besonders schnell abgebaut werden, wenn das Steuergehäuse in seinem der Unterdruckkammer zugewandten Bereich mit Öffnungen versehen ist und die Rollmembran in ihrem radial innenliegenden Bereich einen das Steuergehäuse umgreifenden konischen Abschnitt aufweist, dessen Rand als eine Dichtlippe ausgebildet ist und mit der Oberfläche des Steuergehäuses ein zur Arbeitskammer hin öffnendes pneumatisches Rückschlagventil bildet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Unterdruck-Bremskraftverstärkers ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert ist, wobei die einander entsprechenden Teile in der Zeichnung mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Unterdruck-Bremskraftverstärker im Axialschnitt;

Fig. 2 die Einzelheit "A" nach Fig. 1 in größerem Maßstab und

Fig. 3 die Einzelheit "B" nach Fig. 1 in größerem Maßstab.

Der in der Zeichnung gezeigte Unterdruck-Bremskraftverstärker weist ein durch zwei miteinander verbundene Gehäuseteile 22, 23 gebildetes Verstärkergehäuse 1 auf, das durch eine axial bewegliche Wand 2 in eine Arbeitskammer 3 und eine Unterdruckkammer 4 unterteilt ist. Die axial bewegliche Wand 2 besteht aus einem aus Blech tiefgezogenen Membranteller 5 und einer daran anliegenden flexiblen Membran 6, die zwischen dem äußeren Umfang des Membrantellers 5 und dem Verstärkergehäuse 1 eine Rollmembran als Abdichtung bildet.

Ein durch eine Betätigungsstange 7 betätigbares Steuerventil 8 ist in einem im Gehäuseteil 23 mittels eines Dichtringes 12 abgedichtet geführten, die bewegliche Wand 2 tragenden Steuergehäuse 10 untergebracht und besteht aus einem am Steuergehäuse 10 ausgebildeten ersten Dichtsitz 18, einem an einem mit der Betätigungsstange 7 verbundenen, axial verschiebbaren Ventilkolben 9 ausgebildeten zweiten Dichtsitz 19 sowie einem mit beiden Dichtsitzen 18,19 zusammenwirkenden Tellerventilkörper 11, der mittels einer sich an einer den Tellerventilkörper 11 im Steuergehäuse 10 haltenden Haltehülse 21 abstützenden Ventilfeder 20 gegen die Dichtsitze 18,19 gedrückt wird.

Die Bremskraft wird über eine in einer stirnseitigen Ausnehmung des Steuergehäuses 10 aufgenommene gummielastische Reaktionsscheibe 13 sowie eine einen Kopfflansch 15 aufweisende Druckstange 14 auf einen Betätigungskolben eines nicht dargestellten Hauptzylinders der Bremsanlage übertragen, der an der unterdruckseitigen Stirnfläche des Bremskraftverstärkers angebracht ist.

Eine in der Zeichnung schematisch dargestellte Rückstellfeder 16, die sich an der unterdruckseitigen Stirnwand des Verstärkergehäuses 1 abstützt, hält die bewegliche Wand 2 in der gezeigten Ausgangsstellung. Außerdem ist eine Ventilkolbenrückholfeder 24 vorgesehen, die wirkungsmäßig zwischen dem Tellerventilkörper 11 und der Betätigungsstange 7 angeordnet ist und deren Kraft für eine Vorspannung des Ventilkolbens 9 bzw. dessen Dichtsitzes 19 gegenüber dem Tellerventilkörper 11 wirkt. Die Rückstellbewegung des Ventilkolbens 9 wird dabei durch ein senkrecht zur Längsache des Bremskraftverstärkers ins Steuergehäuse 10 eingeschobenes, vorzugsweise U-förmig ausgebildetes Querglied 17 begrenzt, daß in Lösestellung an einem ringförmigen Bereich des hinteren bzw. bremspedalseitigen Gehäuseteiles 23 axial anliegt, dessen zylindrische Verlängerung dem das Steuergehäuse 10 gegenüber der Atmosphäre abdichtenden Dichtring 12 aufnimmt.

Um bei der Betätigung das Verstärkergehäuse 1 von aus dem im Hauptzylinder herrschenden hydraulischen Druck resultierenden Reaktionskräften zu entlasten, sind innerhalb des Verstärkergehäuses 1 zwei stabförmige Kraftübertragungsbolzen 25, 26 vorgesehen, die parallel zur Bremskraftverstärker-Längsachse angeordnet sind. Das die bewegliche Wand 2 tragende Steuergehäuse 10 ist auf diesen Verbindungsbolzen 25, 26 verschiebbar geführt und kann sich daher im Betrieb ungehindert axial bewegen. Die Abdichtung der Kraftübertragungsbolzen 25, 26 in im Steuergehäuse 10 ausgebildeten Durchtrittsöffnungen 27, - erfolgt dabei vorzugsweise mittels Gleitdichtungen, von denen die dem Kraftübertragungsbolzen 25 zugeordnete gezeigt und mit dem Bezugszeichen 28 versehen ist. Die erwähnten Gleitdichtungen 28, - können einteilig mit der die bewegliche Wand 2 abdichtenden Rollmembran 6 ausgebildet sein, wobei auch andere Abdichtungsvarianten, beispielsweise mittels kleiner Rollmembranen oder Faltenbälge, in Frage kommen.

Um den vorhin erwähnten Hauptbremszylinder an dem in Fig. 1 links gezeigten Gehäuseteil 22 bzw. den Bremskraftverstärker an einer nicht gezeigten Karosseriewand zu befestigen, sind den beiden Gehäuseteilen 22, 23 Befestigungselemente 29, 30, 31, 32 zugeordnet, die vorzugsweise an den Enden der Kraftübertragungsbolzen 25, 26 ausgebildet sind.

Wie der Zeichnung weiter zu entnehmen ist, ist zwischen dem Membranteller 5 und dem Steuergehäuse 10 eine Einrastverbindung vorgesehen, die insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist. Aus der Darstellung erhellt, daß der radial innenliegend ausgebildete, abgerundete Bereich des Membrantellers 5, der seiner Abstützung am Steuergehäuse 10 dient, in eine das Steuergehäuse 10 umgreifende Ringfläche 33 übergeht, deren Rand mit mehreren, vorzugsweise am Steuergehäuse 10 angespritzen Rastelementen 34 zusammenwirkt. Die Rastelemente 34, die in radialer Richtung federnd ausgebildet sind, sind an ihren Enden mit einer Schräge 35 versehen. Bei der Montage wird der Membranteller 5 über die radial vorstehenden Rastelemente 34 axial aufgeschoben und gleitet dabei mit seiner Ringfläche 33 über die Schräge 35, wodurch die Rastelemente 34 radial verformt werden. Nachdem der Membranteller 5 axial am Steuergehäuse 10 angeschlagen hat, entspannen sich die Rastelemente 34 in ihre ursprüngliche Lage zurück und fixieren den Membranteller 5 formschlüssig auf dem Steuergehäuse 10.

Um einen in der Unterdruckkammer 4 unter Umständen entstehenden Überdruck schnell abbauen zu können, ohne daß die Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen Unterdruck-Bremskraftverstärkers beeinträchtigt wird, sind in dem vorderen Bereich des Steuergehäuses 10, an dem die Rollmembran 6 anliegt, Öffnungen 41 vorgesehen, die ein Beaufschlagen der der Unterdruckkammer 4 zugewandten Seite der Rollmembran 6 mit dem in der Unterdruckkammer 4 herrschenden pneumatischen Druck ermöglichen. Außerdem weist die Rollmembran 6 einen das Steuergehäuse 10 radial umgreifenden, vorzusgweise konischen Abschnitt 39 auf, dessen Randbereich als eine Dichtlippe 40 ausgebildet ist. Die Dichtlippe 40 bildet mit der Oberfläche des Steuergehäuses 10 ein zur Arbeitskammer 3 hin öffnendes Rückschlagventil, das einen pneumatischen Druckausgleich zwischen Unterdruckkammer 4 und Arbeitskammer 3 ermöglicht.

Um die Haltekraft der formschlüssigen Verbindung zwischen Membranteller 5 und Steuergehäuse 10 zu erhöhen, ist die Rollmembran 6 in ihrem die Ringfläche 33 des Membrantellers 5 umgreifenden Bereich mit einem Wulst 37 versehen, an dem der Rand der Ringfläche 33 anliegt und der den Membranteller 5 gegenüber dem Steuergehäuse 10 axial vorspannt. Der Wulst 37 wird bei dem in der Zeichnung, insbesondere deren Fig. 3, dargestellten Ausführungsbeispiel durch mehrere, gleichmäßig verteilte Segmente gebildet, die von einer im Steuergehäuse 10 ausgebildeten Ringnut 36 aufgenommen sind und sich an der in der Zeichnung rechten Flanke der Ringnut 36 axial abstützen. Eine zusätzliche Erhöhung der Vorspannung der erwähnten Verbindung wird dadurch erreicht, daß im Befestigungsbereich der beweglichen Wand 2 auf dem Steuergehäuse 10 zwischen dem Membranteller 5 und der Rollmembran 6 ein pneumatischer Raum 38 ausgebildet ist, der mit der Unterdruckkammer 4 in Verbindung steht. Durch die Belüftung der Arbeitskammer 3 bei der Betätigung entsteht eine Kraftkomponente, die versucht, die Rollmembran 6 an die Kontur des Membrantellers 5 anzupassen, so daß auch ein sicherer Sitz des Rollmembranwulstes 37 in der Ringnut 36 gewährleistet ist.

Bezugszeichenliste

1 Verstärkergehäuse
2 bewegliche Wand
3 Arbeitskammer
4 Unterdruckkammer
5 Membranteller
6 Rollmembran
7 Betätigungsstange
8 Steuerventil
9 Ventilkolben
10 Steuergehäuse
11 Tellerventilkörper
12 Dichtring
13 Reaktionsscheibe
14 Druckstange
15 Kopfflansch
16 Rückstellfeder
17 Querglied
18 Dichtsitz
19 Dichtsitz
20 Ventilfeder
21 Haltehülse
22 Gehäuseteil
23 Gehäuseteil
24 Ventilkolbenrückholfeder
25 Kraftübertragungsbolzen
26 Kraftübertragungsbolzen
27 Durchtrittsöffnung
28 Gleitdichtung
29 Betätigungselement
30 Betätigungselement
31 Betätigungselement
32 Betätigungselement
33 Ringfläche
34 Rastelement
35 Schräge
36 Nut
37 Wulst
38 Raum
39 Abschnitt
40 Dichtlippe
41 Öffnung

Claims

1. Unterdruck-Bremskraftverstärker mit einem Verstärkergehäuse, das durch eine mit einem pneumatischen Differenzdruck beaufschlagbare axial bewegliche Wand in eine Unterdruckkammer und eine Arbeitskammer dichtend unterteilt ist, sowie mit einem den Differenzdruck steuernden, in einem Steuergehäuse angeordneten Steuerventil, wobei die bewegliche Wand durch einen am Steuergehäuse sich axial abstützenden Membranteller sowie eine daran anliegende elastische Rollmembran gebildet ist und der Membranteller in seinem mit dem Steuergehäuse zusammenwirkenden, radial innenliegenden Randbereich eine das Steuergehäuse umgreifende Ringfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Membranteller (5) und dem Steuergehäuse (10) eine Einrastverbindung vorgesehen ist.

2. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrastverbindung durch die Ringfläche (33) sowie am Steuergehäuse (10) ausgebildete Rastelemente (34) gebildet ist, die ein axiales Verschieben des Membrantellers (5) verhindern.

3. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (10) aus Kunststoff besteht und daß die Rastelemente (34) am Steuergehäuse (10) angespritzt sind.

4. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (34) radial federnd ausgebildet sind.

5. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (34) in ihrem radial außenliegenden Bereich eine Schräge (35) aufweisen.

6. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (10) im Befestigungsbereich des Membrantellers (5) eine umlaufende Nut (36) aufweist, die einen an der Rollmembran (6) ausgebildeten Wulst (37) aufnimmt, an dem die Ringfläche (33) des Membrantellers (5) sich axial abstützt.

7. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (37) durch mehrere, gleichmäßig verteilte Segmente gebildet ist.

8. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (37) als umlaufender Ring ausgebildet ist.

9. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeich net, daß die Rollmembran (6) im Bereich des Wulstes (37) mit dem Membranteller (5) einen pneumatischen Raum (38) begrenzt, der der Wirkung des in der Unterdruckkammer (4) herrschenden Druckes ausgesetzt ist.

10. Unterdruck-Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (10) in seinem der Unterdruckkammer (4) zugewandten Bereich mit Öffnungen (41) versehen ist und die Rollmembran (6) in ihrem radial innenliegenden Bereich einen das Steuergehäuse (10) umgreifenden, konischen Abschnitt (39) aufweist, dessen Rand als eine Dichtlippe (40) ausgebildet ist und mit der Oberfläche des Steuergehäuses (10) ein pneumatisches Rückschlagventil bildet.