DE10008795A1 - Bremskraftverstärker für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker (1) mit wenigstens einem Verstärkergehäuseteil (2, 3) und einer Öffnung (7), in die ein Dichtungselement (9) aus flexiblem Werkstoff eingesetzt ist, welches Dichtungselement (9) eine Ausnehmung (10) aufweist, in die ein pneumatischer Anschluß (8) zur Vakuumversorgung des Bremskraftverstärkers (1) einschiebbar ist. Der Kern der Erfindung liegt darin begründet, daß das Dichtungselement (9) eine einstückig daran angeordnete Membran (18) aufweist, die die Ausnehmung (10) des Dichtelementes (9) durch eine etwa rechtwinklig zu der Einschubrichtung (17) vorgesehene Erstreckung verschließt und dem montagebedingten Einschieben eines pneumatischen Anschlusses (8) keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt. DOLLAR A Die Erfindung erlaubt eine Vereinfachung der Montage und eine Verringerung der Herstellkosten, weil separate Verschlußstopfen zum Verschließen der Ausnehmung entfallen können.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriff des Pa­ tentanspruch 1.

Ein derartiger Bremskraftverstärker ist beispielsweise aus dem Bremsenhandbuch der Anmelderin, Auflage 9.1, Sei­ te 101, Fig. 1-3 bekannt, und verfügt über wenig­ stens ein Verstärkergehäuseteil mit einer Öffnung, in die ein Dichtungselement aus flexiblem Werkstoff eingebracht ist, und mit einem pneumatischen Anschluß, welcher in ei­ ne Ausnehmung des Dichtungselementes einschiebbar ist. Bei dem pneumatischen Anschluß kann es sich beispielswei­ se um einen einfachen pneumatischen Anschluß oder um eine Baueinheit aus einem pneumatischen Anschluß mit einem in­ tegrierten Rückschlagventil handeln. Der Anschluß dient vorzugsweise der Vakuumversorgung des Bremskraftverstär­ kers.

Im Rahmen der Reduktion der Fertigungstiefe bei den Pro­ duktionsstätten der Automobilhersteller hat es sich grundsätzlich durchgesetzt, daß diese einen vormontierten Bremskraftverstärker mit daran montierten Anbauteilen und insbesondere auch einem daran montierten pneumatischen Anschluß von dem Zulieferbetrieb erhalten. Dabei wird ein ins Freie ragender Stutzen des pneumatischen Anschluß üb­ licherweise durch eine abdichtende Schutzkappe verschlossen (Fig. 1). Diese Regel wird jedoch insoweit durchbro­ chen, als verschiedene Automobilhersteller die Montage des pneumatischen Anschluß aus unterschiedlichen Gründen im eigenen Werk vornehmen wollen. Weil es sich bei einem Bremskraftverstärker um ein sicherheitsrelevantes Bauteil handelt, welches vor Beschädigung, Verunreinigung durch Fremdstoffe oder unbefugte Manipulation zu schützen ist, wurde gemäß bisherigem, internem Stand der Technik das Dichtungselement in das verstärkergehäuseteil einge­ bracht, sodann ein separater Dichtstopfen in die Durch­ gangsöffnung des Dichtungselementes eingebracht, und das Gerät in diesem Zustand ausgeliefert. Weil die Demontage des Dichtstopfens am Montageband des Fahrzeugherstellers nicht einfach vorgenommen werden kann, und der insoweit verursachte Aufwand zu Lasten des Fahrzeugherstellers geht, ist diese Lösung nicht mehr am Markt durchsetzbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Bremskraftverstärker zu schaffen, welcher mit geringem Aufwand sowie erst im Werk des Automobilherstellers kom­ plettierbar, das heißt mit den notwendigen pneumatischen Anschlüssen ausrüstbar ist, wobei der Bremskraftverstär­ ker insbesondere während des Transports dennoch zuverläs­ sig vor Verunreinigung oder unbefugter Manipulation ge­ schützt ist.

Diese Aufgabe wird zusammen mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Patentanspruch 1 dadurch gelöst, daß der Brems­ kraftverstärker ein Dichtungselement aufweist, welches eine einstückig daran angeordnete Membran aufweist, die die Durchgangsöffnung des Dichtelementes verschließt, und einem Einschieben eines pneumatischen Anschluß keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet insbesondere durch eine Vereinfachung des Montageprozeß aus, weil gesonderte Verschlußstopfen grundsätzlich nicht erforderlich sind, und somit auch deren Entsorgungsproblematik entfällt. Mit der Erfindung wird schließlich auch ausgeschlossen, daß irgendwelche Fremdkörper oder auch zu entfernende Teile (des Dichtungselementes) vor oder während der Montage des Anschluß in das Innere des Bremskraftverstärkers gelangen können, wo diese Teile eine Funktionsstörung hervorrufen könnten. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich somit auch durch Vorteile im Rahmen der FMEA (FMEA = Fehler- Möglichkeits-Einfluß-Analyse) aus.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus Unteransprü­ chen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeich­ nung hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1: Einen Bremskraftverstärker nach dem Stand der Technik

Fig. 2: Eine Einzelheit bei einem Bremskraftverstärker gemäß der Erfindung in größerem Maßstab,

Fig. 3: Eine Draufsicht auf ein Dichtungselement nach der Erfindung in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 4: Einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die Fig. 1 zeigt stark verkleinert einen im wesentlichen bekannten, und daher nur grob beschriebenen pneumatischen Bremskraftverstärker 1, welcher zwei aneinander gasdicht befestigte Gehäuseteile 2, 3 aufweist, und zwei mittels einer beweglichen Wand 4 voneinander getrennte pneumati­ sche Kammern 5, 6 in einem Verstärkergehäuseinnenraum auf­ weist. Wenigstens eines der Gehäuseteile 3 weist eine Öffnung 7 auf, in die ein pneumatischer Anschluß 8 für die Vakuumversorgung von außen eingeschoben ist, und die mittels einem Dichtungselement 9 gasdicht abgedichtet ist. Der Anschluß 8 kann ein integriertes Vakuumrück­ schlagventil aufweisen. Es ist grundsätzlich in ver­ gleichbarer Weise möglich, einen Wegsensor für einen elektrisch fremdbetätigbaren pneumatischen Bremskraftver­ stärker 1 in eine Gehäuseöffung einzusetzen, obwohl zu diesem Zweck derzeit Schnappverbindungen in Kombination mit einer Sensoraufnahme bevorzugt werden.

Wie die Fig. 1 ferner zeigt, ist das Dichtungselement 9 aus flexiblem Werkstoff vorgesehen, und weist eine Aus­ nehmung 10 auf, in die der pneumatische Anschluß 8, wel­ cher vorteilhaft am Umfang seines Einschubstutzens 11 ein sägezahnförmiges Profil 12 aufweist, eingeschoben ist. Sofern der Bremskraftverstärker 1 an Fahrzeughersteller geliefert werden soll, die eine Montage des pneumatischen Anschluß 8 in den eigenen Fertigungsstätten wünschen, ist gemäß einem internen Stand der Technik ein Verschluß er­ forderlich, welcher die Ausnehmung 10 verschließt. Dieser Stopfen muß nicht nur entfernt sondern auch gezielt ent­ sorgt werden. Schließlich können im Rahmen der Entfernung verlorene Dichtstopfen leicht zu Störungen eines Montage­ bandes führen oder einfach zu einem Sicherheitsrisiko für die betroffenen Werker werden, weil diese auf bisher un­ bemerkten und auf dem Fabrikboden liegenden Verschluß­ stopfen ausrutschen könnten.

Fig. 2 zeigt einen Teilausschnitt eines Bremskraftver­ stärkers 1 gemäß der Erfindung sowie in größerem Maßstab.

Es sind hierbei voneinander getrennte klappenartige Dich­ tungssegmente 13, 14, 15, 16 ersichtlich, welche elastisch federnd an dem Dichtungselement 9 vorgesehen sind, so daß sie für einen dichten Verschluß der Ausnehmung 10 und vor dem Einschub eines pneumatischen Anschluß 8 etwa recht­ winklig zu der Einschubrichtung 17 zueinander fluchtend angeordnet sind. Die Dichtungssegmente 13-16 werden durch das Einschieben des pneumatischen Anschluß 8 in den Ver­ stärkergehäuseinnenraum nach innen sowie (bezüglich dem Anschluß) radial außen geschwenkt. Sofern der Anschluß 8 entfernt, das heißt wieder herausgezogen würde, schwenken die Dichtungssegmente 13-16 infolge einer in der Membran 18 eingebrachten, das heißt impliziten Rückstellkraft fe­ dernd in die Ausgangsstellung zurück.

Die Fig. 3 und 4 zeigen das Dichtungselement 9 in un­ terschiedlichen Ansichten sowie in vergrößertem Maßstab. Ganz wesentlich ist, daß das Dichtungselement 9 eine einstückig daran angeordnete Membran 18 aufweist, die die Ausnehmung 10 des Dichtelementes 9 durch eine etwa recht­ winklig zu der Einschubrichtung 17 vorgesehene Erstrec­ kung verschließt, und dem montagebedingten Einschieben eines pneumatischen Anschluß 8 keinen nennenswerten Wi­ derstand entgegensetzt. Es ist zwar ganz grundsätzlich denkbar, die Membran 18 gasdicht vorzusehen, so daß sie vollständig dicht an dem Durchmesser der Ausnehmung 10 angeordnet ist, und beispielsweise im Rahmen des Montage­ vorgangs des pneumatischen Anschluß 8 vorzugsweise mit­ tels einer scharfen oder messerartigen Kante des Anschluß 8 durchstoßen wird. Ebenso ist es denkbar, eine Sollriß­ stelle für die Membran 18 durch eine Perforierung bereit­ zustellen, so daß diese an der gewünschten Stelle ein- oder abreißt und dennoch an mindestens einer Stelle fest an dem Dichtelement 9 verbleibt. Die Fig. 3 und 4 zeigen jedoch eine andere bevorzugte Ausführung, wobei die Membran 18 vier voneinander bereichsweise getrennte klap­ penartige Dichtungssegmente 13-16 aufweist, welche ela­ stisch federnd an dem Dichtungselement 9 vorgesehen sind, so daß sie für einen dichten Verschluß der Ausnehmung 10 und vor dem Einschub eines pneumatischen Anschluß 8 etwa rechtwinklig zu der Einschubrichtung 17 zueinander fluch­ tend angeordnet sind. Diese Dichtungssegmente 13-16 ver­ schwenken, wie es in Fig. 2 verdeutlicht ist, durch das Einschieben des pneumatischen Anschluß 8 in einen Ver­ stärkergehäuseinnenraum und können schließlich nach einem Entfernen des Anschluß 8 infolge einer impliziten Rück­ stellkraft federnd in die abdichtende Ausgangsstellung zurückkehren.

Die Dichtungssegmente 13-16 sind durch insgesamt zwei Schlitze 19, 20 voneinander getrennt, welche sich ausge­ hend von der Mitte 21 der Membran 18 nach radial außen erstrecken. Die Schlitze 19, 20 verlaufen ferner ausgehend von einer Membranmitte 21 nach radial außen und enden noch vor dem Durchmesser der Ausnehmung 10. Je nach dem Außendurchmesser des Einschubstutzens 11 von dem pneuma­ tischen Anschluß 8 reißen die Schlitze 19, 20 im Rahmen von dessen Montage noch weiter ein, oder es erfolgt eine elastische Verformung des Membranwerkstoff. Wie bereits oben beschrieben, ist die Anzahl der Dichtungssegmente 13,16 und somit die Anzahl der Schlitze 19, 20 grundsätz­ lich beliebig. In weiterer Abwandlung ist es ebenfalls möglich, anstelle von vollständig durchtrennten Schlitzen 19, 20 lediglich eine Perforation für einen kontrollierten Reißvorgang im Rahmen der Montage vorzusehen, ohne die Erfindung zu verlassen. Wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist, beträgt die Gesamtlänge jedes Schlitz 19, 20 mehr als die Hälfte des Durchmessers der Ausnehmung 10.

Auf diese Weise wird einerseits ein strammer und dichter Sitz der Membran 18 an dem Einschubstutzen 11 gewährlei­ stet, ohne daß es zu unkontrollierbaren Rissen an der Membran 18 kommt.

Die Schlitze 19, 20 kreuzen sich schließlich in der Mem­ branmitte 21, so daß die Dichtungssegmente 13-16 unter­ einander eine einheitliche Länge aufweisen. Das Einbrin­ gen der Schlitze 19, 20 erfolgt mittels einem Stanzmesser im halbwarmen oder erkalteten Zustand des aus EPDM oder SBR-Werkstoff gefertigten Dichtungselementes 9.

Wie bereits erwähnt wurde, weist jedes Dichtungssegment 13-16 durch seine einstückige Anbindung an einen Grund­ körper 22 des Dichtungselementes 9 eine implizite Rück­ stellkraft auf, welche auch von der Dicke der Membran 18, insbesondere im Bereich ihrer Wurzel, das heißt dem Über­ gang zum Grundkörper 22 abhängig ist. Dieser Effekt läßt sich jedoch noch dadurch erhöhen, daß jedes Dichtungsseg­ ment 13-16 verstärkergehäuseinnenraumseitig mit wenig­ stens einer zumindest die Wurzel abstützenden Rippe ver­ sehen wird.

Ganz generell erstreckt sich das Dichtungselement 9 mit wenigstens einem Teilabschnitt 23 in den Verstärkerge­ häuseinnenraum, und die Dichtungssegmente 13-16 sind im wesentlichen am Ende 24 des in den Verstärkergehäusein­ nenraum ragenden Teilabschnittes 23 angeordnet. Diese An­ ordnung verbessert die Dichtigkeit des eingeschobenen pneumatischen Anschluß 8, weil die Dichtungssegmente 13- 16 frei in den Verstärkergehäuseinnenraum verschwenken können, und nicht störend zwischen Einschubstutzen 11 und dem Duchmesser der Ausnehmung 10 zu liegen kommen.

Eine Führungsfunktion und demzufolge eine vereinfachte Montage des pneumatischen Anschluß 8 wird dadurch er­ reicht, daß die Ausnehmung 10 im Bereich eines verstär­ kergehäuseäußeren Flansch 25 sowie konzentrisch zu der Ausnehmung 10 mit einem Konus 26 versehen ist. Mit ande­ ren Worten ist, selbst bei leicht versetztem Ansetzen des Einschubstutzens 11 ein einfaches Einschieben möglich. Im übrigen ist mehr als die Hälfte der Länge von der Ausneh­ mung 10 im wesentlichen zylindrisch, und im Anschluß an einen ersten im wesentlichen zylindrischen Bereich 27 ist eine Konizität 28 vor den Dichtungssegmenten 13-16 vorge­ sehen. Diese Konizität 28 geht unmittelbar in einen zwei­ ten zylindrischen Bereich 29 über, dessen Durchmesser ge­ genüber dem ersten Bereich 27 verringert ist, und eine wesentlich geringere axiale Länge als der erste zylindri­ sche Bereich 27 aufweist. Auf diese Weise wird gewisser­ maßen eine nach radial innen ragende Dichtlippe im Be­ reich der Dichtungssegmente 13- 16 gebildet, welche die Dichtungswirkung nochmals erhöht und dennoch gegen Be­ schädigung während dem Einschubvorgang des Anschluß ge­ schützt ist. Im Vergleich zu dem Konus 26 ist die Konizi­ tät 28 bei im wesentlichen übereinstimmender Schräge in axialer Richtung wesentlich kürzer, als die axiale Länge des Konus 26.

Claims (12)

1. Bremskraftverstärker (1) mit wenigstens einem Verstär­ kergehäuseteil (2, 3) und einer Öffnung (7), in die ein Dichtungselement (9) aus flexiblem Werkstoff eingesetzt ist, welches Dichtungselement (9) eine Ausnehmung (10) aufweist, in die ein pneumatischer Anschluß (8) insbe­ sondere für die Vakuumversorgung des Bremskraftverstär­ kers (1) einschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (9) eine einstückig daran angeord­ nete Membran (18) aufweist, die die Ausnehmung (10) des Dichtelementes (9) durch eine etwa rechtwinklig zu der Einschubrichtung vorgesehene Erstreckung verschließt, und dem montagebedingten Einschieben eines pneumati­ schen Anschluß keinen nennenswerten Widerstand entge­ gensetzt.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Membran (18) gasdicht an dem Dich­ tungselement (9) angeordnet ist.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Membran (18) zumindest zwei, vonein­ ander getrennte oder nur bereichsweise getrennte, klap­ penartige Dichtungssegmente (13, 14, 15, 16) aufweist, welche elastisch federnd an dem Dichtungselement (9) vorgesehen sind, so daß sie für einen dichten Ver­ schluß der Ausnehmung (10) und vor dem Einschub eines pneumatischen Anschluß (8) etwa rechtwinklig zu der Einschubrichtung (17) zueinander fluchtend angeordnet sind, daß die Dichtungssegmente (13-16) durch das Ein­ schieben des pneumatischen Anschluß (8) in einen Ge­ häuseinnenraum schwenkbar sind, und daß die Dichtungs­ segmente (13-16) nach einem Entfernen des Anschluß (8) infolge einer impliziten Rückstellkraft federnd in die abdichtende Ausgangsstellung zurückkehren.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtungssegmente (13-16) durch we­ nigstens einen Schlitz (19, 20) voneinander getrennt sind, welcher sich ausgehend von der Mitte (21) der Membran (18) nach radial außen erstreckt.

5. Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß sich jeder Schlitz (19, 20), ausgehend von der Membranmitte (21) nach radial außen erstreckt, und vor dem Durchmesser der Ausnehmung (10) endet.

6. Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gesamtlänge jedes Schlitz (19, 20) mehr als die Hälfte des Durchmessers der Ausnehmung (10) beträgt.

7. Betätigungszylinder nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schlitze (19, 20) vorgesehen sind, welche sich in der Membranmitte (21) kreuzen.

8. Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche 1, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes Dichtungssegment (13-16) ver­ stärkerinnenraumseitig wenigstens eine Rippe aufweist.

9. Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Dichtungselement (9) mit wenigstens einem Teilab­ schnitt (23) in den Verstärkergehäuseinnenraum er­ streckt, und daß die Dichtungssegmente (13-16) im we­ sentlichen am Ende (24) des in den Verstärkergehäuseinnenraum ragenden Teilabschnittes (23) angeordnet sind.

10. Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (10) im Bereich eines verstärkergehäuseäuße­ ren Flansch (25) sowie konzentrisch zu der Ausnehmung (10) einen Konus (26) aufweist.

11. Bremskraftverstärker nach einem oder mehreren dar vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als die Hälfte der Länge von der Ausnehmung (10) im we­ sentlichen zylindrisch ist, und daß sich im Anschluß an einen ersten im wesentlichen zylindrischen Bereich (27) eine Konizität (28) vor den Dichtungssegmenten 813-16) anschließt, und unmittelbar in einen zweiten zylindri­ schen Bereich (29) übergeht, dessen Durchmesser gegen­ über dem ersten Bereich (27) verringert ist, und eine wesentlich geringere axiale Länge als der erste zylin­ drische Bereich (27) aufweist.

12. Bremskraftverstärker nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die axiale Länge der Konizität (28) bei im wesentlichen übereinstimmender Schräge wesentlich geringer ist, als die axiale Länge des Konus (26).