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Dokumentenidentifikation DE102004014930B3 15.12.2005
Titel Tandem-Bremskraftverstärker mit Trennwandabstützung
Anmelder Lucas Automotive GmbH, 56070 Koblenz, DE
Erfinder Lopéz, David, Burlada, ES
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Anmeldedatum 26.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004014930
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.12.2005
IPC-Hauptklasse B60T 13/56
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Unterdruckbremskraftverstärker (10) in Tandembauweise für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage. Der Unterdruckbremskraftverstärker (10) hat ein Gehäuse (16, 18, 20), in dem zwei hintereinander geschaltete Verstärkereinheiten (12, 14) mittels einer starren Trennwand (22) voneinander getrennt sind. Jede Verstärkereinheit (12, 14) umfasst eine Unterdruckkammer (24, 30) und eine davon durch eine bewegliche Wand (28, 34) getrennte Arbeitskammer (26, 32). Durch die zwei Verstärkereinheiten (12, 14), die Trennwand (22) und das Gehäuse (16, 18, 20) erstreckt sich wenigstens ein Tragbolzen (48). Um die Trennwand (22) leicht und kostengünstig ausführen zu können, weist der oder jeder Tragbolzen (48) eine axiale Abstützung für die Trennwand (22) auf, die beispielsweise in Gestalt einer an dem Tragbolzen (48) befestigten Anschlagscheibe (50) vorgesehen sein kann.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Unterdruckbremskraftverstärker in Tandembauweise für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Unterdruckbremskraftverstärker ist aus der DE 29 20 249 C2 bekannt und hat ein Gehäuse, in dem zwei hintereinander geschaltete Verstärkereinheiten – deshalb die Bezeichnung "Tandembauweise" – mittels einer starren Trennwand voneinander getrennt sind. Jede Verstärkereinheit umfasst eine Unterdruckkammer und eine davon durch eine bewegliche Wand getrennte Arbeitskammer. Durch die zwei Verstärkereinheiten, die Trennwand und das Gehäuse erstreckt sich wenigstens ein Tragbolzen, auch Zugbolzen genannt.

Unterdruckbremskraftverstärker der genannten Art sind seit langem bekannt und werden in viele Kraftfahrzeuge eingebaut. Die Tandembauweise wird entweder bei größeren und damit auch schwereren Kraftfahrzeugen verwendet, weil durch zwei hintereinander geschaltete Verstärkereinheiten eine höhere Verstärkungskraft erzeugt werden kann, oder um bei möglichst kleinem Bauraum eine ausreichend hohe Verstärkungskraft zu erzielen, denn ein einstufiger Unterdruckbremskraftverstärker müsste zur Erzielung einer vorgegebenen Verstärkungskraft einen wesentlich größeren Gehäusedurchmesser aufweisen als ein Unterdruckbremskraftverstärker in Tandembauweise.

Jeder Unterdruckbremskraftverstärker, ob Tandembauweise oder nicht, dient dazu, eine vom Fahrer eines Fahrzeuges eingeleitete Bremsbetätigungskraft so zu verstärken, dass mit einer als komfortabel empfundenen Betätigungskraft eine gute Fahrzeugverzögerung erhalten wird. Hierzu weist jeder Unterdruckbremskraftverstärker bzw. jede Verstärkereinheit eines Unterdruckbremskraftverstärkers in einem luftdichten Gehäuse zwei Kammern auf, eine sogenannte Unterdruckkammer und eine sogenannte Arbeitskammer, die voneinander durch eine bewegliche Wand getrennt sind, welche an ihrem Außenumfang fest mit dem Bremskraftverstärkergehäuse und an ihrem Innenumfang fest mit dem Gehäuse eines Steuerventils verbunden ist. Im Betrieb des Bremskraftverstärkers wird die Unterdruckkammer permanent evakuiert gehalten und das Steuerventil verbindet je nach Betätigungszustand die Arbeitskammer wahlweise mit der Atmosphäre, also dem Umgebungsdruck, oder mit der Unterdruckkammer. Zu Beginn einer Bremsbetätigung ist die Arbeitskammer mit der Unterdruckkammer verbunden und daher ebenfalls evakuiert. Die Betätigung des Steuerventils im Rahmen einer Bremsung verbindet die Arbeitskammer mit der Atmosphäre, so dass Umgebungsluft in die Arbeitskammer einströmt und sich an der die Unterdruckkammer von der Arbeitskammer trennenden beweglichen Wand ein Differenzdruck aufbaut, der multipliziert mit der Fläche der beweglichen Wand eine Verstärkungskraft ergibt, die von der beweglichen Wand in das Steuerventilgehäuse und von dort über ein Kraftabgabeglied des Bremskraftverstärkers auf einen dem Bremskraftverstärker nachgeschalteten Hauptzylinder der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage übertragen wird. Bei Beendigung einer Bremsung verbindet das Steuerventil die Arbeitskammer wieder mit der Unterdruckkammer, so dass erstere evakuiert wird, um für einen erneuten Bremsvorgang bereit zu sein. Die bewegliche Wand verschiebt sich bei diesem Evakuierungsvorgang wieder zurück in ihre Ausgangsstellung.

Ist der Unterdruckbremskraftverstärker in Tandembauweise ausgeführt, d.h. weist er zwei Verstärkereinheiten auf, dann sind diese zwei Verstärkereinheiten aus Platzgründen normalerweise hintereinander angeordnet. Dabei dient eine Trennwand, welche die beiden Verstärkereinheiten voneinander trennt, üblicherweise gleichzeitig zur stirnseitigen Begrenzung der Unterdruckkammer der ersten Verstärkereinheit und zur stirnseitigen Begrenzung der Arbeitskammer der zweiten Verstärkereinheit. Auf diese Weise können Material und Kosten eingespart werden. Allerdings wirkt an dieser Trennwand im Betrieb des Bremskraftverstärkers dann dieselbe Druckdifferenz, die auch an den beweglichen Wänden des Bremskraftverstärkers anliegt. Die Trennwand und ihre Befestigung an dem Bremskraftverstärkergehäuse muss deshalb sehr steif ausgeführt werden, um eine Bewegung der Trennwand aufgrund der im Betrieb auf sie wirkenden Kräfte zu verhindern. Erreicht werden kann dies durch eine größere Materialdicke der Trennwand, jedoch wird auf diese Weise das Gewicht des gesamten Bremskraftverstärkers erhöht. Eine höhere Festigkeit der Trennwand kann auch durch Ausführung der Trennwand aus höherwertigem, steiferem Material erzielt werden, jedoch wird dadurch der Bremskraftverstärker teurer.

Zur Aufnahme der bei einer Betätigung eines Unterdruckbremskraftverstärkers entstehenden Zugkräfte, die zwischen dem Bremspedal und dem mit dem Bremskraftverstärker verbundenen Hauptzylinder wirken, wird das Bremskraftverstärkergehäuse heutzutage üblicherweise von zumeist mehreren Tragbolzen axial durchsetzt, welche auf der einen Seite mit dem Hauptzylinder und auf der anderen Seite mit der Spritzwand des Kraftfahrzeuges verbunden sind, in das der Unterdruckbremskraftverstärker eingebaut ist. In diesem Zusammenhang ist es bekannt (siehe die eingangs genannte DE 29 20 249 C2), dass der oder jeder Tragbolzen eine axiale Abstützung für die Trennwand aufweist. Auf diese Weise braucht die Trennwand weder aus dickerem Material noch aus teurem, steiferem Material gefertigt zu werden. Stattdessen sorgt die axiale Abstützung für die Trennwand auf einfache und kostengünstige Weise dafür, dass die Trennwand sich im Betrieb des Bremskraftverstärkers nicht oder jedenfalls nicht übermäßig bewegt.

Aus der DE 42 02 820 C2 ist es bei einem Tandem-Unterdruckbremskraftverstärker bekannt, einen sich axial durch den Bremskraftverstärker erstreckenden Tragbolzen durch einen Verbindungskanal in Form eines Gummibalges zu führen, der mit seinem einen Ende an einer ersten beweglichen Wand des Bremskraftverstärkers und mit seinem anderen Ende in der die beiden Verstärkereinheiten des Bremskraftverstärkers voneinander trennenden starren Trennwand festgelegt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tragbolzen aufweisenden Unterdruckbremskraftverstärker in Tandembauweise so zu verbessern, dass die Zahl der axialen Durchtrittsstellen durch die Trennwand auf preiswerte Art und Weise limitiert ist.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich der oder zumindest einer der Tragbolzen durch einen Verbindungskanal erstreckt, der die beiden Arbeitskammern der zwei Verstärkereinheiten miteinander verbindet, und die Abstützung für die Trennwand am Tragbolzen ist in dem Verbindungskanal ausgebildet. Vorzugsweise ist dabei die Abstützung mit Durchlässen versehen, die eine weitgehend ungehinderte Durchströmung des Verbindungskanals ermöglichen. Wenn bei einer solchen Ausführungsform die Abstützung eine Anschlagscheibe ist, sind die Durchlässe vorzugsweise als axiale Durchgangsöffnungen in der Anschlagscheibe ausgeführt.

Grundsätzlich kann die Abstützung für die Trennwand jede Form und Ausführung haben, die ein axiales Abstützen der Trennwand ermöglicht. Vorzugsweise ist die Abstützung jedoch als ein ringförmiger Anschlag am Tragbolzen ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist dieser ringförmige Anschlag als Ringschulter am Tragbolzen ausgebildet, an der sich die Trennwand axial abstützen kann. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der ringförmige Anschlag als Anschlagscheibe ausgeführt, die an dem Tragbolzen befestigt ist und an der sich die Trennwand axial abstützen kann. Eine solche Anschlagscheibe ist vorzugsweise in einer Nut des Tragbolzens gehalten. Alternativ kann die Anschlagscheibe jedoch auch auf den Tragbolzen aufgepresst sein oder sie kann mit dem Tragbolzen verklebt oder verschweißt sein. Andere Befestigungsarten der Anschlagscheibe sind ebenfalls möglich.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers ist ein eine Durchtrittsöffnung, die in der Trennwand für den bzw. jeden Tragbolzen vorhanden ist, begrenzender Rand verstärkt ausgebildet. Dies verbessert die Kraftübertragungsfähigkeit und damit die Abstützwirkung der Trennwand am Tragbolzen. Vorzugsweise ist der Rand der bzw. jeder Durchtrittsöffnung durch Umschlagen des Materials der Trennwand verstärkt.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers, bei dem sich zumindest ein Tragbolzen durch einen die beiden Arbeitskammern der zwei Verstärkereinheiten miteinander verbindenden Verbindungskanal erstreckt und bei der der Rand der entsprechenden Durchtrittsöffnung in der Trennwand durch Umschlagen des Materials der Trennwand verstärkt ist, setzt sich vorzugsweise das Material der Trennwand axial fort und bildet einen ringförmigen Kragen, an dem ein den Verbindungskanal begrenzender Balg aus Elastomermaterial befestigt ist. Eine solche Ausführungsform ist nicht nur konstruktiv vorteilhaft, sondern auch montagefreundlich.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers wird im folgenden anhand der einzigen Figur, die eine Hälfte des Bremskraftverstärkers im Längsschnitt zeigt, näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt die obere Hälfte eines allgemein mit 10 bezeichneten Unterdruckbremskraftverstärkers in Tandembauweise für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage. Der Bremskraftverstärker 10 hat eine Mittellängsachse A und weist eine erste Verstärkereinheit 12 sowie eine in Betätigungsrichtung des Bremskraftverstärkers 10 axial unmittelbar dahinter angeordnete zweite Verstärkereinheit 14 auf.

Die beiden Verstärkereinheiten 12 und 14 haben ein aus schalenförmigen Blechteilen 16, 18, 20 gebildetes Gehäuse und sind durch eine im Inneren des Gehäuses angeordnete starre Trennwand 22 voneinander getrennt.

In dem durch die schalenförmigen Teile 16, 18, 20 gebildeten Bremskraftverstärkergehäuse hat die erste Verstärkereinheit 12 eine Unterdruckkammer 24 und eine Arbeitskammer 26, die voneinander durch eine bewegliche Wand 28 gasdicht getrennt sind. Analog weist die zweite Verstärkereinheit 14 eine Unterdruckkammer 30 und eine Arbeitskammer 32 auf, die voneinander durch eine bewegliche Wand 34 gasdicht getrennt sind. Beide beweglichen Wände 28, 34 sind mit ihrem Außenumfang am Bremskraftverstärkergehäuse und mit ihrem Innenumfang kraftübertragend am Gehäuse 36 eines Steuerventils 38 befestigt.

Das Steuerventil 38, das in der Figur nur zum Teil dargestellt ist, ist von Fachleuten auf diesem Gebiet bekannter, üblicher Art und Bauweise und dient dazu, in Abhängigkeit einer in das Steuerventil 38 z.B. über ein Fahrzeugbremspedal (nicht dargestellt) eingeleiteten Betätigungskraft FA die beiden Arbeitskammern 26 und 32 entweder mit Umgebungsdruck oder mit der zugehörigen Unterdruckkammer 24 bzw. 30 zu verbinden. Die Unterdruckkammern 24 und 30 stehen im Betrieb des Bremskraftverstärkers 10 ständig in Verbindung mit einer Unterdruckquelle, so dass in ihnen ständig ein bestimmter Unterdruck aufrechterhalten wird. Sind die Arbeitskammern 26 und 32 über das Steuerventil 38 mit den Unterdruckkammern 24 und 30 verbunden, stellt sich in den Arbeitskammern 26 und 32 derselbe Unterdruck wie in den Unterdruckkammern 24 und 30 ein.

Bei einer Bremsung wird den Arbeitskammern 26 und 32 über das Steuerventil 38 Umgebungsdruck zugeführt, so dass sich an den beweglichen Wänden 28 und 34 ein Differenzdruck aufbaut, der multipliziert mit der Fläche der jeweiligen beweglichen Wand 28 bzw. 34 eine Servokraft ergibt, die von der beweglichen Wand auf das Steuerventilgehäuse 36 übertragen wird. Ein Verbindungskanal 40, der im Wesentlichen von einem Gummibalg 41 begrenzt wird, dessen eines Ende an der beweglichen Wand 28 und dessen anderes Ende an einem ringförmigen Kragen 42 befestigt ist, der durch einen axial in die Unterdruckkammer 24 der ersten Verstärkereinheit 12 ragenden Fortsatz des Materials der Trennwand 22 gebildet ist, verbindet die beiden Arbeitskammern 26 und 32 miteinander, so dass ein Druckaufbau in diesen beiden Kammern gleichmäßig erfolgt. Da die Trennwand 22 einerseits die Unterdruckkammer 24 und andererseits die Arbeitskammer 32 begrenzt, wirkt im Betrieb des Bremskraftverstärkers 10 auf die Trennwand 22 derselbe Differenzdruck wie auf die beiden beweglichen Wände 28 und 34.

Die in das Steuerventil 38 eingeleitete Betätigungskraft FA und die von den beiden Verstärkereinheiten 12 und 14 erzeugte Servokraft laufen in einer aus Elastomermaterial bestehenden sogenannten Reaktionsscheibe 44 zusammen. Die Reaktionsscheibe 44 gibt die Summe aus der Betätigungskraft FA und der Servokraft an einen Kraftabgabestößel 46 weiter, der diese Kraft auf einen hier nicht dargestellten, mit dem Bremskraftverstärker 10 verbundenen Hauptzylinder der Kraftfahrzeugbremsanlage überträgt. In dem Hauptzylinder wird dann der gewünschte hydraulische Bremsdruck erzeugt und an die Radbremsen abgegeben.

Zur Stabilisierung des Bremskraftverstärkergehäuses und insbesondere zur Aufnahme der im Betrieb des Bremskraftverstärkers 10 wirkenden Zugkräfte wird das Bremskraftverstärkergehäuse in axialer Richtung von zwei Tragbolzen 48 durchsetzt, von denen hier nur einer wiedergegeben ist. Beide Tragbolzen 48 sind auf der in der Figur linken Seite mit dem nicht dargestellten Hauptzylinder und auf der in der Figur rechten Seite üblicherweise mit der ebenfalls nicht dargestellten Spritzwand des Kraftfahrzeuges verbunden, in das der Bremskraftverstärker 10 eingebaut ist. Der gezeigte Tragbolzen 48 erstreckt sich von rechts gesehen durch das schalenförmige Gehäuseteil 16, die bewegliche Wand 28, den Verbindungskanal 40, die Trennwand 22, die bewegliche Wand 34 und schließlich durch das schalenförmige Gehäuseteil 20. Zur axialen Abstützung der Trennwand 22 ist an entsprechender Stelle des Tragbolzens 48 eine kreisringförmige Anschlagscheibe 50 vorgesehen, die in einer Ringnut 52 des Tragbolzens 48 gehalten ist. Ein von einer Durchtrittsöffnung 54, die in der Trennwand 22 für den Tragbolzen 48 vorgesehen ist, gebildeter Rand 56 kann sich somit im Betrieb des Bremskraftverstärkers 10 an der Anschlagscheibe 50 axial abstützen, wodurch einer übermäßigen Durchbiegung oder Bewegung der Trennwand 22 entgegengewirkt ist. Die Trennwand 22 kann deshalb aus relativ dünnem und preiswertem Material hergestellt werden.

Zur Verstärkung des Randes 56 ist das Material der Trennwand 22 im Bereich des Randes 56 umgeschlagen bzw. doppelt gelegt. Der Rand 56 wird dadurch formstabiler und ermöglicht eine bessere Abstützung der Trennwand 22 an der Anschlagscheibe 50. Wie dargestellt setzt sich vorteilhaft das Material der Trennwand 22 axial fort und bildet den Kragen 42, der zur Befestigung des einen Endes des Balges 41 dient.

Damit die Anschlagscheibe 50 eine Durchströmung des Verbindungskanals 40 möglichst wenig behindert, ist sie mit mehreren axialen Durchgangsöffnungen 58 versehen, von denen in der Figur nur zwei dargestellt sind.


Anspruch[de]
  1. Unterdruckbremskraftverstärker (10) in Tandembauweise für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Gehäuse (16, 18, 20), in dem zwei hintereinander geschaltete Verstärkereinheiten (12, 14) mittels einer starren Trennwand (22) voneinander getrennt sind, die jeweils eine Unterdruckkammer (24, 30) und eine davon durch eine bewegliche Wand (28, 34) getrennte Arbeitskammer (26, 32) umfassen, und mit wenigstens einem sich durch die zwei Verstärkereinheiten (12, 14), die Trennwand (22) und das Gehäuse (16, 18, 20) erstreckenden Tragbolzen (48), wobei der oder jeder Tragbolzen (48) eine axiale Abstützung für die Trennwand (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der oder zumindest einer der Tragbolzen (48) sich durch einen Verbindungskanal (40) erstreckt, der die beiden Arbeitskammern (26, 32) miteinander verbindet, und dass die Abstützung am Tragbolzen (48) in dem Verbindungskanal (40) ausgebildet ist.
  2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung als ein ringförmiger Anschlag am Tragbolzen (48) ausgebildet ist.
  3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag als Ringschulter am Tragbolzen (48) ausgebildet ist, an der sich die Trennwand (22) axial abstützen kann.
  4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag die Gestalt einer Anschlagscheibe (50) hat, die an dem Tragbolzen (48) befestigt ist und an der sich die Trennwand (22) axial abstützen kann.
  5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagscheibe (50) in einer Nut (52) des Tragbolzens (48) gehalten ist.
  6. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagscheibe (50) auf den Tragbolzen (48) aufgepresst ist.
  7. Bremskraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagscheibe (50) mit dem Tragbolzen (48) verklebt oder verschweißt ist.
  8. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung Durchlässe aufweist, die eine Durchströmung des Verbindungskanals (40) ermöglichen.
  9. Bremskraftverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung eine Anschlagscheibe (50) ist und dass die Durchlässe axiale Durchgangsöffnungen (58) in der Anschlagscheibe (50) sind.
  10. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Durchtrittsöffnung (54), die in der Trennwand (22) für den bzw. jeden Tragbolzen (48) vorhanden ist, begrenzender Rand (56) verstärkt ausgebildet ist.
  11. Bremskraftverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (56) durch Umschlagen des Materials der Trennwand (22) verstärkt ist.
  12. Bremskraftverstärker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Trennwand (22) sich axial fortsetzt und einen ringförmigen Kragen (42) bildet, an dem ein den Verbindungskanal (40) begrenzender Elastomerbalg (41) befestigt ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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