DE102004042804B3

DE102004042804B3 - Unterdruckbremskraftverstärker mit einem separaten Führungselement

Info

Publication number: DE102004042804B3
Application number: DE200410042804
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Frey; Jürgen Schukat
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2024-09-04

Abstract

Ein Unterdruckbremsverstärker (10) umfasst ein Verstärkergehäuse (12), eine in dem Verstärkergehäuse (12) angeordnete bewegliche Wand (16), die eine Arbeitskammer (14) von einer Unterdruckkammer (18) trennt und sich bei einer Betätigung des Unterdruckbremsverstärkers (10) aus einer Ruhestellung verschiebt, und eine Steuerventilanordnung (24) zum Steuern einer auf die bewegliche Wand (16) einwirkenden Druckdifferenz, die ein in das Verstärkergehäuse (12) ragendes und entlang einer Längsachse (A) verschiebbares Steuerventilgehäuse (42) umfasst. Zur Führung des Steuerventilgehäuses (42) ist ein separat von dem Verstärkergehäuse (12) ausgebildetes Führungselement (58) kraftübertragend mit dem Verstärkergehäuse (12) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Unterdruckbremskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Unterdruckbremskraftverstärker werden gegenwärtig in Kraftfahrzeugen zur Verstärkung der von einem Fahrer beim Bremsen auf ein Bremspedal aufgebrachten Betätigungskraft eingesetzt. Bei einer Betätigung des Bremskraftverstärkers öffnet ein Steuerventil eine Verbindung zwischen einer Arbeitskammer und der Umgebungsatmosphäre, so dass Luft in die Arbeitskammer strömen kann, woraufhin sich an einer die Arbeitskammer von einer Unterdruckkammer trennenden beweglichen Wand ein Differenzdruck aufbaut. Dieser Differenzdruck verschiebt die bewegliche Wand sowie ein mit der beweglichen Wand verbundenes Steuerventilgehäuse axial in Betätigungsrichtung, woraus eine entsprechende Servokraft resultiert, die an einen dem Bremskraftverstärker funktionell nachgeschalteten Hauptzylinder weitergeleitet wird. Nach Beendigung des Bremsvorgangs schließt das Steuerventil die Verbindung der Arbeitskammer zur Umgebungsatmosphäre und öffnet statt dessen eine Verbindung zwischen der Unterdruckkammer und der Arbeitskammer. Da die Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers ständig mit einer Unterdruckquelle, beispielsweise dem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors oder einer Unterdruckpumpe in Verbindung steht, führt dies zu einer Verringerung des Differenzdrucks an der beweglichen Wand, so dass die bewegliche Wand und das Steuerventilgehäuse in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt werden.

Bei bekannten Unterdruckbremskraftverstärkern ist am Verstärkergehäuse üblicherweise ein zylindrisch ausgebildeter Verstärkerhals angeformt, der einerseits eine Führungsfunktion für das axial relativ zum Verstärkergehäuse verschiebbare Steuerventilgehäuse übernimmt und der darüber hinaus zur Aufnahme von Dichtungs- und Lagerungselementen dient. Dieser Verstärkerhals ist einteilig mit dem Verstärkergehäuse ausgebildet und wird üblicherweise durch Tiefziehen einer normalerweise aus Blech bestehenden Verstärkergehäuseschale hergestellt. Eine derartige Anordnung weist den Nachteil auf, dass das Tiefziehen der Verstärkergehäuseschale sehr aufwendig und zeitintensiv ist. Darüber hinaus können zur Herstellung der Verstärkergehäuseschale nur spezielle, zur Formgebung durch Tiefziehen geeignete Materialien eingesetzt werden, was sich ebenfalls nachteilig auf die Kosten des Verstärkergehäuses und somit des gesamten Unterdruckbremskraftverstärkers auswirkt.

Die nachveröffentlichte DE 103 59 175 A1 betrifft ein Gehäusemodul für einen Bremskraftverstärker, das eine Gehäusehalbschale umfasst. Die Gehäusehalbschale ist mehrteilig ausgebildet und besteht aus einem Metallgehäuseteil sowie einem separat von dem Metallgehäuseteil ausgebildeten Kunststoffgehäuseteil. An das Kunststoffgehäuseteil ist ein Dichtungselement zur abdichtenden Führung eines Steuerventilgehäuses angeformt. Das Kunststoffgehäuseteil weist einen radial nach außen ragenden Anlageflansch auf, der an einer einer Eingangsseite des Bremskraftverstärkers zugewandten Außenfläche des Metallgehäuseteils anliegt. Zur Verbindung der Gehäuseteile sind an dem Kunststoffgehäuseteil Vorsprünge ausgebildet, die das Metallgehäuseteil im Bereich einer in dem Metallgehäuseteil ausgebildeten Öffnung in Gestalt einer Bajonettverbindung umgreifen.

Die DE 695 02 703 T2 beschreibt ebenfalls ein Bremskraftverstärkergehäuse, bei dem ein Gehäuseteil mehrteilig ausgebildet ist und aus einer Halbschale sowie einem abdichtend mit der Halbschale verbundenen Bauteil besteht. Ein rohrförmiger Abschnitt eines Steuerventilgehäuses ist abdichtend und axial verschiebbar in dem Bauteil des Bremskraftverstärkergehäuses geführt. Das Bauteil ist durch Schrauben, die durch Öffnungen in der Halbschale ragen und dazu dienen, den Bremskraftverstärker an einer Spritzwand im Motorraum eines Kraftfahrzeugs zu befestigen, mit der Halbschale verbunden.

Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, einen Unterdruckbremskraftverstärker mit einem Verstärkergehäuse bereitzustellen, das einfach aufgebaut, leicht und kostengünstig herstellbar sowie besonders einfach montierbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe umfasst ein erfindungsgemäßer Unterdruckbremskraftverstärker die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zur Führung des Steuerventilgehäuses ist ein separat von dem Verstärkergehäuse ausgebildetes Führungselement vorhanden, das kraftübertragend mit dem Verstärkergehäuse verbunden ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann auf das bisher übliche aufwendige und kostenintensive Anformen eines Verstärkerhalses an das Verstärkergehäuse durch Tiefziehen verzichtet werden. Dadurch muss die Verstärkergehäuseschale nicht mehr notwendigerweise aus einem tiefziehbaren Blech bestehen, sondern kann aus anderen, kostengünstigeren Materialien, z.B. auch aus Kunststoff, hergestellt werden. Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Unterdruckbremskraftverstärker mit einem separat von dem Verstärkergehäuse ausgebildeten Führungselement einfach und kostengünstig montierbar. Das Führungselement ist, ähnlich wie der bei bekannten Unterdruckbremskraftverstärkern vorhandene Verstärkerhals, vorzugsweise zylind risch ausgebildet und sorgt somit für eine sichere Führung des üblicherweise ebenfalls zylindrisch ausgebildeten Steuerventilgehäuses.

In dem Verstärkergehäuse ist eine Öffnung zur Aufnahme des Steuerventilgehäuses vorgesehen. Diese Öffnung kann auf einfache und kostengünstige Art und Weise in die Verstärkergehäuseschale eingebracht werden. Zur Verbindung des Verstärkergehäuses mit dem Führungselement durchgreift ein erstes Ende des Führungselements vorzugsweise die in dem Verstärkergehäuse ausgebildete Öffnung, wohingegen ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende des Führungselements aus dem Verstärkergehäuse herausragt. Das Führungselement ist dadurch dazu in der Lage, eine ordnungsgemäße Führung der Bewegung des Steuerventilgehäuses zu gewährleisten.

Bei dem erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärker sind im Bereich des ersten Endes des Führungselements ein radial nach außen ragender, d.h. ein sich vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer Verstärkergehäusewand erstreckender Anlageflansch sowie mindestens eine in einem Abstand von dem Anlageflansch angeordnete radial nach außen ragende Verschlussnase ausgebildet. Die Verstärkergehäusewand kann dann zur sicheren Befestigung des Führungselements am Verstärkergehäuse zwischen dem Anlageflansch und der Verschlussnase aufgenommen werden. An dem Führungselement kann lediglich eine Verschlussnase ausgebildet sein. Vorzugsweise ist jedoch eine Mehrzahl von Verschlussnasen vorgesehen, die im Bereich des ersten Endes des Führungselements über einen Umfang des Führungselements verteilt angeordnet sind.

Im Bereich der im Verstärkergehäuse vorgesehenen Öffnung ist in der Verstärkergehäusewand vorzugsweise mindestens eine zu der mindestens einen an dem Führungselement ausgebildeten Verschlussnase komplementäre Aussparung ausgebildet. Zur Befestigung des Führungselements an dem Verstärkergehäuse kann das Führungselement dann in einfacher Art und Weise in Richtung der Eingangsseite des Bremskraftverstärkers durch die im Verstärkergehäuse vorgesehene Öffnung geschoben werden, wobei die Verschlussnase durch die Aussparung in der Verstärkergehäusewand hindurchgeführt wird, bis der Anlageflansch des Führungselements in Anlage an die Innenseite der Verstärkergehäusewand gerät. Nach dem Hindurchführen des Führungselements durch die im Verstärkergehäuse ausgebildete Öffnung kann das Führungselement um einen definierten Winkel gedreht werden, so dass die mindestens eine Verschlussnase mit einem nicht mit einer Aussparung versehenen Bereich der Außenseite der Verstärkergehäusewand in Anlage gerät. Durch einen derartigen Bajonettverschluss kann das Führungselement auf besonders einfache Art und Weise kraftschlüssig mit dem Verstärkergehäuse verbunden werden. Es versteht sich, dass dann, wenn an dem Führungselement mehrere um den Umfang des Führungselements verteilte Verschlussnasen ausgebildet sind, in der Verstärkergehäusewand eine entsprechende Anzahl von um einen Umfang der in dem Verstärkergehäuse vorgesehenen Öffnung verteilten komplementären Aussparungen vorhanden ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers ist das Führungselement mittels eines Bajonettverschlusses oder einer Rastverbindung kraftübertragend mit dem Verstärkergehäuse verbunden. Sowohl ein Bajonettverschluss als auch eine Rastverbindung ermöglicht eine sichere, rasche und einfache Befestigung des Führungselements am Verstärkergehäuse.

Vorzugsweise besteht das Führungselement aus einem Kunststoff. Die Formgebung des Führungselements kann dann auf einfache und kostengünstige Art und Weise durch Spritzgießen erfolgen.

Vorzugsweise entspricht der Abstand zwischen dem Anlageflansch und der mindestens einen Verschlussnase im Wesentlichen der Dicke der Verstärkergehäusewand. Dadurch wird eine besonders sichere Befestigung des Führungselements an dem Verstärkergehäuse ermöglicht.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers liegt der Anlageflansch des Führungselements an einer von einer Eingangsseite des Unterdruckbremskraftverstärkers abgewandten Seite, d.h. einer dem Inneren des Verstärkergehäuses zugewandten Innenseite der Verstärkergehäusewand an. Der Anlageflansch kann dann unmittelbar am ersten Ende des Führungselements angeformt sein. Die an dem Führungselement vorgesehene mindestens eine Verschlussnase hat vorzugsweise einen in Form eines rechtwinkligen Dreiecks ausgebildeten Querschnitt, dessen kurze Kathete an einer der Eingangsseite des Unterdruckbremskraftverstärkers zugewandten Seite, d.h. einer Außenseite der Verstärkergehäusewand anliegt.

Bei einer alternativen Ausführungsform eines Unterdruckbremskraftverstärkers, der nicht Gegenstand der Erfindung ist, liegt der Anlageflansch des Führungselements dagegen an einer der Eingangsseite des Unterdruckbremskraftverstärkers zugewandten Seite, d.h. einer Außenseite der Verstärkergehäusewand an. Am ersten Ende des Führungselements ist vorzugsweise ein sich axial erstreckender federelastischer Tragarm ausgebildet, der die mindestens eine Verschlussnase des Führungselements trägt. Die Verschlussnase hat vorzugsweise wiederum einen in Form eines rechtwinkligen Dreiecks ausgebildeten Querschnitt, dessen kurze Kathete an einer von der Eingangsseite des Unterdruckbremskraftverstärkers abgewandten Seite, d.h. einer Innenseite der Verstärkergehäusewand anliegt. Zur Befestigung des Führungselements an dem Verstärkergehäuse kann das Führungselement dann in einfacher Art und Weise in Richtung einer Ausgangsseite des Bremskraftverstärkers durch die im Verstärkergehäuse vorgesehene Öffnung geschoben werden, wobei der die Verschlussnase tragende Tragarm federelastisch radial nach innen verformt wird. Wenn das Führungselement seine vorgesehene Position erreicht hat und der Anlageflansch des Führungselements in Anlage an die Außenseite der Verstärkergehäusewand gerät, verrastet die Verschlussnase aufgrund der federelastischen Eigenschaften des Tragarms mit der Innenseite der Verstärkergehäusewand, so dass die Verstärkergehäusewand zwischen dem Anlageflansch und der Verschlussnase festgelegt wird. Eine derartige Rastverbindung ermöglicht eine besonders einfach und zeitsparende Montage des Führungselements am Verstärkergehäuse.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers ist im Bereich einer der Verstärkergehäusewand zugewandten Seite des Anlageflansches ein Dichtelement zur Abdichtung des Führungselements gegenüber dem Verstärkergehäuse vorgesehen. Das Dichtelement kann z.B. in einer an dem Anlageflansch auf seiner der Verstärkergehäusewand zugewandten Seite ausgebildeten Nut aufgenommen sein. Um eine sichere Abdichtung des Führungselements gegenüber dem Verstärkergehäuse zu gewährleisten, kann das Dichtelement als umlaufende Dichtung ausgebildet sein. Durch die Abdichtung des Führungselements gegenüber dem Verstärkergehäuse wird das Innere des Verstärkergehäuses und insbesondere die sich im Verstärkergehäuse befindende Arbeitskammer zuverlässig gegen die Außenatmosphäre abgedichtet.

Vorzugsweise besteht das Dichtelement aus einem thermoplastischen Elastomermaterial. Das Dichtelement kann dann auf einfache Art und Weise durch Spritzgießen an das Führungselement angeformt und somit einteilig mit dem Führungselement ausgebildet werden. Alternativ dazu kann jedoch auch ein separat von dem Führungselement ausgebildetes Dichtelement, wie z.B. eine O-Ringdichtung verwendet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers weist das Führungselement einen vorzugsweise an dem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Führungselements angeordneten Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme eines Dichtungs- und Lagerungselements auf. Das im Wesentlichen ringförmig ausgebildete Dichtungs- und Lagerungselement dichtet einen Innenumfang des Führungselements gegenüber einem Außenumfang des in dem Führungselement geführten Steuerventilgehäuses ab und sorgt somit für eine sichere Abdichtung des Inneren des Verstärkergehäuses, d.h. insbesondere der Arbeitskammer des Unterdruckbremskraftverstärkers gegenüber der Umgebungsatmosphäre. Darüber hinaus erfüllt das Dichtungs- und Lagerungselement eine Lagerfunktion, da es eine Gleitführung des axial verschiebbaren Steuerventilgehäuses in dem Führungselement ermöglicht.

Der Aufnahmeabschnitt kann beispielsweise durch einen Abschnitt des zylindrischen Führungselements mit einem im Vergleich zum ersten Ende des Führungselements verringerten Durchmesser gebildet sein. Das Führungselement ist vorzugsweise ferner mit einem radial nach innen ragenden Flanschabschnitt versehen, der beispielsweise unmittelbar an das zweite Ende des Führungselements angeformt sein kann.

Eine von der Eingangsseite des Bremskraftverstärkers abgewandte Fläche des Flanschabschnitts liegt vorzugsweise an einer der Eingangsseite des Bremskraftverstärkers zugewandten Fläche des Dichtungs- und Lagerungselements an, so dass das Dichtungs- und Lagerungselement sicher in dem Aufnahmeabschnitt des Führungselements gehalten wird.

Das Dichtungs- und Lagerungselement kann ein thermoplastisches Elastomermaterial umfassen oder vollständig aus einem thermoplastischen Elastomermaterial bestehen. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers ist das Dichtungs- und Lagerungselement bezüglich des Führungselements als separates Bauteil ausgebildet. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, das Dichtungs- und Lagerungselement durch Spritzgießen an das Führungselement anzuformen und somit einstückig mit dem Führungselement auszubilden. Dadurch wird die Montage des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers wesentlich erleichtert.

In ähnlicher Weise kann auch ein Staubschutzbalg bezüglich des Führungselements als separates Bauteil ausgeführt und abdichtend mit dem Führungselement verbunden sein. Alternativ dazu besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Staubschutzbalg aus einem thermoplastischen Elastomermaterial herzustellen und durch Spritzgießen an das Führungselement anzuformen, d.h. einstückig mit dem Führungselement auszubilden. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung der Montage des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers.

Vorzugsweise umfasst das Dichtungs- und Lagerungselement einen Armierungseinsatz. Der Armierungseinsatz ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet und dient der Erhöhung der Festigkeit des Dichtungs- und Lagerungselements. Der Armierungseinsatz kann beim Anformen des Dichtungs- und Lagerungselements an das Führungselement durch Spritzgießen als separates Bauteil in das Dichtungs- und Lagerungselement eingebracht werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers wird nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert, von denen
1 einen Längsschnitt eines Unterdruckbremskraftverstärkers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
2 eine vergrößerte Darstellung des relevanten Bereichs des in 1 dargestellten Unterdruckbremskraftverstärkers zeigt und
3 den relevanten Bereich eines Unterdruckbremskraftverstärker zeigt, der nicht Gegenstand der Erfindung ist.
In 1 ist ein Unterdruckbremskraftverstärker 10 für eine Fahrzeugbremsanlage in seiner Ruhestellung dargestellt. Der Innenraum eines Bremskraftverstärkergehäuses 12 ist von einer in der 1 nicht gezeigten Trennwand in einen ersten und einen zweiten Abschnitt unterteilt. Im ersten Abschnitt des Verstärkergehäuses 12 befindet sich eine Arbeitskammer 14, die durch eine bewegliche Wand 16 von einer Unterdruckkammer 18 getrennt ist. In dem in der 1 nicht gezeigten zweiten Abschnitt des Verstärkergehäuses 12 befindet sich eine weitere Arbeitskammer, die durch eine weitere bewegliche Wand von einer weiteren Unterdruckkammer getrennt ist. Die Unterdruckkammern stehen im Betrieb des Bremskraftverstärkers 10 ständig mit einer Unterdruckquelle in Verbindung, beispielsweise dem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors oder einer Unterdruckpumpe. Die Arbeitskammer 14 ist durch eine die bewegliche Wand 16 durchsetzende Lufthülse 20 mit der weiteren Arbeitskammer verbunden.
Zwei Zugbolzen durchsetzen das komplette Verstärkergehäuse 12 und ragen mit ihren Enden aus dem Verstärkergehäuse 12 heraus. Der in der 1 gezeigte Zugbolzen 22 ist dabei durch die die Arbeitskammer 14 mit der weiteren Arbeitskammer verbindenden Lufthülse 20 hindurchgeführt. Die Enden der Zugbolzen werden dazu genutzt, einen in der 1 nicht gezeigten, dem Bremskraftverstärker 10 funktionell nachgeschalteten Hauptzylinder mit dem Bremskraftverstärker 10 zu verbinden bzw. das Verstärkergehäuse 12 an einer ebenfalls nicht gezeigten Spritzwand eines Kraftfahrzeugs zu befestigen.
Zur Steuerung einer auf die beweglichen Wände einwirkenden Druckdifferenz ist eine Steuerventilanordnung 24 vorgesehen. Der Bremskraftverstärker 10 wird mittels eines stangenförmigen Eingangsglieds 26 betätigt, das längs einer Achse A in das Verstärkergehäuse 12 ragt und mit einem Ende 28 in einem Übertragungskolben 30 befestigt ist. Ein kugeliges Ende 32 des Übertragungskolbens 30 ist mit einem Ventilkolben 34 verbunden, der seinerseits über einen Fühlkolben 36 mit einer Reaktionsscheibe 38 aus Elastomermaterial in Verbindung steht, die eine über das Eingangsglied 26 in den Bremskraftverstärker eingeleitete Betätigungskraft F auf einen Ausgangskolben 40 und somit den nicht dargestellten Hauptzylinder einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage überträgt.
Die Steuerventilanordnung 24 weist ein als Kunststoffspritzgussteil gefertigtes Steuerventilgehäuse 42 auf, das kraftübertragend mit der die Unterdruckkammer 18 von der Arbeitskammer 14 trennenden beweglichen Wand 16 gekoppelt ist. An einem einer Eingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 zugewandten, d.h. einem in 1 rechten Ende des Ventilkolbens 34 ist ein ringförmiger erster Ventilsitz 44 ausgebildet, der zusammen mit einem ringförmigen an einem Teil des Steuerventilgehäuses 42 ausgebildeten zweiten Ventilsitz 46 und einem Ventilschließglied 48 für die Ventilfunktion der Steuerventilanordnung 24 sorgt. Das Ventilschließglied 48 wird durch eine sich an einem Halter 50 abstützende Feder 52 gegen die beiden Ventilsitze 44 und 46 gedrückt.
Im Verstärkergehäuse 12, d.h. einer der Eingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 zugewandten Verstärkergehäusewand 54 ist eine Öffnung 56 zur Aufnahme des Steuerventilgehäuses 42 im Verstärkergehäuse 12 ausgebildet. Zur Führung der Bewegung des Steuerventilgehäuses 42 ist ein zylindrisches Führungselement 58 vorgesehen, das kraftübertragend mit dem Verstärkergehäuse 12, d.h. der der Eingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 zugewandten Verstärkergehäusewand 54 verbunden ist. Das Führungselement 58 ist als spritzgegossenes Kunststoffbauteil ausgeführt.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, durchgreift ein erstes Ende 60 des Führungselements 58 die in der Verstärkergehäusewand 54 ausgebildete Öffnung 56. Im Bereich des ersten Endes 60 des Führungselements 58 sind ein radial nach außen ragender Anlageflansch 62 sowie eine Mehrzahl von radial nach außen ragenden Verschlussnasen 64 vorgesehen, die im Bereich des ersten Endes 60 des Führungselements 58 über einen Umfang des Führungselements 58 verteilt angeordnet sind. Die Verstärkergehäusewand 54 ist zwischen dem Anlageflansch 62 und den Verschlussnasen 64 aufgenommen, wobei ein Abstand D zwischen dem Anlageflansch 62 und den Verschlussnasen 64 im Wesentlichen der Dicke der Verstärkergehäusewand 54 entspricht.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform des Unterdruckbremskraftverstärkers 10 liegt der Anlageflansch 62 des Führungselements 58 an einer von der Eingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 abgewandten Seite, d.h. einer dem Inneren des Verstärkergehäuses 12 zugewandten Innenseite der Verstärkergehäusewand 54 an.
Die Verschlussnasen 64 haben einen in Form eines rechtwinkligen Dreiecks ausgebildeten Querschnitt, dessen kurze Kathete an einer der Eingangsseite des Unterdruckbremskraftverstärkers 10 zugewandten Seite, d.h. einer Außenseite der Verstärkergehäusewand 54 anliegt. Im Bereich der im Verstärkergehäuse 12 vorgesehenen Öffnung 56 sind in der Verstärkergehäusewand 54 zu den an dem Führungselement 58 ausgebildeten Verschlussnasen 64 komplementäre Aussparungen (in den 1 und 2 nicht gezeigt) ausgebildet.
Zur Befestigung des Führungselements 58 an dem Verstärkergehäuse 12 wird das Führungselement 58 in Richtung der Eingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 (d.h. in den 1 und 2 von links nach rechts) durch die im Verstärkergehäuse 12 vorgesehene Öffnung 56 geschoben, wobei die Verschlussnasen 64 durch die Aussparungen in der Verstärkergehäusewand 54 hindurchgeführt werden, bis der Anlageflansch 62 des Führungselements 58 in Anlage an die Innenseite der Verstärkergehäusewand 54 gerät. Nach dem Hindurchführen des Führungselements 58 durch die Öffnung 56 wird das Führungselement 58 um einen definierten Winkel gedreht, so dass die Verschlussnasen 64 jeweils mit einem nicht mit einer Aussparung versehenen Bereich der Außenseite der Verstärkergehäusewand 54 in Anlage geraten.
An einer der Verstärkergehäusewand 54 zugewandten, d.h. einer in den 1 und 2 rechten Seite des Anlageflansches 62 ist ein Dichtelement 66 zur Abdichtung des Führungselements 58 gegenüber der Verstärkergehäusewand 54 vorgesehen. Das ringförmige und aus einem thermoplastischen Elastomermaterial bestehende Dichtelement 66 ist in einer an der der Verstärkergehäusewand 54 zugewandten Seite des Anlageflansches 62 ausgebildeten Nut 68 aufgenommen und durch Spritzgießen an das Führungselement 58 angeformt.
An seinem dem ersten Ende 60 gegenüberliegenden zweiten Ende 70 weist das Führungselement 58 einen Aufnahmeabschnitt 72 zur Aufnahme eines Dichtungs- und Lagerungselements 74 auf. Das im Wesentlichen ringförmig ausgebildete Dichtungs- und Lagerungselement 74 dichtet einen Innenumfang des Führungselements 58 gegenüber einem Außenumfang des in dem Führungselement 58 geführten Steuerventilgehäuses 42 ab und sorgt somit für eine Abdichtung des Inneren des Verstärkergehäuses 12, d.h. der Arbeitskammer 14 des Unterdruckbremskraftverstärkers 10 gegenüber der Umgebungsatmosphäre. Darüber hinaus erfüllt das Dichtungs- und Lagerungselement 74 eine Lagerfunktion, da es eine Gleitführung des axial verschiebbaren Steuerventilgehäuses 42 in dem Führungselement 58 ermöglicht.
Das Dichtungs- und Lagerungselement 74 umfasst ein thermoplastisches Elastomermaterial in das ein Armierungseinsatz 78 eingelagert ist. Der ringförmig ausgebildete Armierungseinsatz 78 wird beim Anformen des Dichtungs- und Lagerungselements 74 an das Führungselement 58 durch Spritzgießen als separates Bauteil in das Dichtungs- und Lagerungselement 74 eingebracht.
Der Aufnahmeabschnitt 72 des Führungselements 58 ist zylindrisch ausgebildet und weist im Vergleich zu dem ersten Ende 60 des Führungselements 58 einen verringerten Durchmesser auf. An das zweite Ende 70 des Führungselement 58 ist ein radial nach innen ragender Flanschabschnitt 76 angeformt. Eine von der Eingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 abgewandte Seitenfläche des Flanschabschnitts 76 liegt an einer der Eingangsseite des Bremskraftverstärkers 10 zugewandten Fläche des Dichtungs- und Lagerungselements 74 an.
Im Bereich des zweiten Endes 70 des Führungselements 58 ist ferner ein aus einem thermoplastischen Elastomermaterial bestehender Staubschutzbalg 80 mit dem Führungselement 58 verbunden. Der Staubschutzbalg 80 ist einteilig mit dem Führungselement 58 ausgebildet und durch Spritzgießen an das Führungselement 58 angeformt.
Die in der 3 gezeigte Ausführungsform eines Unterdruckbremskraftverstärkers unterscheidet sich von der in den 1 und 2 dargestellten Anordnung dadurch, dass der Anlageflansch 62 des Führungselements 58 an einer der Eingangsseite des Unterdruckbremskraftverstärkers zugewandten Seite, d.h. einer Außenseite der Verstärkergehäusewand 54 anliegt. Am ersten Ende 60 des Führungselements 58 ist ein sich parallel zur Achse A erstreckender federelastischer Tragarm 80 ausgebildet, der die um den Umfang des ersten Endes 60 des Führungselements 58 verteilten und sich radial nach außen erstreckenden Verschlussnasen 64 trägt. Die Verschlussnasen 64 haben wiederum einen in Form eines rechtwinkligen Dreiecks ausgebildeten Querschnitt, dessen kurze Kathete an einer von der Eingangsseite des Unterdruckbremskraftverstärkers abgewandten Seite, d.h. einer Innenseite der Verstärkergehäusewand 54 anliegt.
Zur Befestigung des Führungselements 58 an dem Verstärkergehäuse 12 wird das Führungselement 58 in Richtung einer Ausgangsseite des Bremskraftverstärkers (d.h. in der 3 von rechts nach links) durch die in der Verstärkergehäusewand 54 vorgesehene Öffnung 56 geschoben. Dabei wird der die Verschlussnasen 64 tragende Tragarm 82 federelastisch radial nach innen verformt. Wenn das Führungselement 58 seine vorgesehene Position erreicht hat und der Anlageflansch 62 des Führungselements 58 in Anlage an die Außenseite der Verstärkergehäusewand 54 gerät, verrasten die Verschlussnasen 64 aufgrund der federelastischen Eigenschaften des Tragarms 82 mit der Innenseite der Verstärkergehäusewand 54, so dass die Verstärkergehäusewand 54 zwischen dem Anlageflansch 62 und den Verschlussnasen 64 festgelegt wird.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des in den 1 bis 3 dargestellten Unterdruckbremskraftverstärkers 10 erläutert. Wenn über ein nicht gezeigtes Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage, beispielsweise ein Bremspedal, eine Kraft F auf das Eingangsglied 26 aufgebracht wird, wird diese Kraft über den Übertragungskolben 30 auf den Ventilkolben 34 übertragen und über den Fühlkolben 36 und die Reaktionsscheibe 38 an den nicht dargestellten Hauptzylinder weitergeleitet. Die Verschiebung des Eingangsglieds 26 und somit des Übertragungskolbens 30 und des Ventilkolbens 34 in Betätigungsrichtung lässt den am Ventilkolben 34 ausgebildeten ersten Ventilsitz 44 vom Ventilschließglied 48 abheben, wodurch eine in 1 nicht gezeigte Verbindung zwischen der Arbeitskammer 14 und der Umgebungsatmosphäre geöffnet wird. Die in die Arbeitskammer 14 einströmende Umgebungsluft wird durch die Lufthülse 20 in die nicht gezeigte weitere Arbeitskammer weitergeleitet.
Durch die in die Arbeitskammer 14 sowie die in 1 nicht gezeigte weitere Arbeitskammer einströmende Umgebungsluft wird an der beweglichen Wand 16 sowie an der ebenfalls nicht veranschaulichten weiteren beweglichen Wand eine Druckdifferenz zwischen dem in der Unterdruckkammer 18 und dem in der Arbeitskammer 14 bzw. dem in der weiteren Unterdruckkammer (ebenfalls nicht gezeigt) und dem in der weiteren Arbeitskammer vorherrschenden Druck aufgebaut. Diese Druckdifferenz bewirkt, dass sich die bewegliche Wand 16 und die weitere bewegliche Wand gemeinsam mit dem Steuerventilgehäuse 42 in Betätigungsrichtung, d.h. in 1 nach links verschieben. Durch die Verschiebung des Steuerventilgehäuses 42 in Betätigungsrichtung wird eine zusätzliche Betätigungskraft auf die Reaktionsscheibe 38 und somit auf den Ausgangskolben 40 und den Hauptzylinder übertragen.
Bei Beendigung der Bremsbetätigung werden das Eingangsglied 26, der Übertragungskolben 30, der Ventilkolben 34 und der Fühlkolben 36 entgegen der Betätigungsrichtung, d.h. in 1 nach rechts im Verstärkergehäuse 12 zurückbewegt. Das Ventilschließglied 48 wird von der Rückbewegung des Ventilkolbens 34 mitgenommen, wodurch der am Steuerventilgehäuse 42 ausgebildete zweite Ventilsitz 46 geöffnet und somit eine Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 18 und der Arbeitskammer 14 bzw. der weiteren Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers 10 geöffnet wird. Wenn die auf die bewegliche Wände wirkende Druckdifferenz abgebaut ist, verschiebt sich das Steuerventilgehäuse 42 wieder in seine Ruheposition und der zweite Ventilsitz 46 wird wieder geschlossen.

Claims

Unterdruckbremskraftverstärker (10) mit – einem Verstärkergehäuse (12), – einer in dem Verstärkergehäuse (12) angeordneten beweglichen Wand (16), die eine Arbeitskammer (14) von einer Unterdruckkammer (18) trennt und sich bei einer Betätigung des Unterdruckbremskraftverstärkers (10) aus einer Ruhestellung verschiebt und – einer Steuerventilanordnung (24) zum Steuern einer auf die bewegliche Wand (16) einwirkenden Druckdifferenz, die ein in das Verstärkergehäuse (12) ragendes und entlang einer Längsachse (A) verschiebbares Steuerventilgehäuse (42) umfasst, wobei zur Führung des Steuerventilgehäuses (42) ein separat von dem Verstärkergehäuse (12) ausgebildetes Führungselement (58) kraftübertragend mit dem Verstärkergehäuse (12) verbunden ist, wobei in dem Verstärkergehäuse (12) eine Öffnung (56) zur Aufnahme des Steuerventilgehäuses (42) vorgesehen ist und ein erstes Ende (60) des Führungselements (58) die in dem Verstärkergehäuse (12) ausgebildete Öffnung (56) durchgreift, und wobei im Bereich des ersten Endes (60) des Führungselements (58) ein radial nach außen ragender Anlageflansch (62) angeordnet ist, der an einer von einer Eingangsseite des Unterdruckbremskraftverstärkers (10) abgewandten Seite der Verstärkergehäusewand (54) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des ersten Endes (60) des Führungselements (5) mindestens eine in einem Abstand (D) von dem Anlageflansch (62) angeordnete radial nach außen ragende Verschlussnase (64) ausgebildet ist und im Bereich der im Verstärkergehäuse (12) vorgesehenen Öffnung (56) in der Verstärkergehäusewand (54) mindestens eine zu der mindestens einen an dem Führungselement (58) ausgebildeten Verschlussnase (64) komplementäre Aussparung ausgebildet ist.
Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (58) mittels eines Bajonettverschlusses oder einer Rastverbindung kraftübertragend mit dem Verstärkergehäuse (12) verbunden ist.
Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (58) aus Kunststoff besteht.
Unterdruckbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (D) zwischen dem Anlageflansch (62) und der mindestens einen Verschlussnase (64) im Wesentlichen der Dicke einer Verstärkergehäusewand (54) entspricht.
Unterdruckbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer der Verstärkergehäusewand (54) zugewandten Seite des Anlageflansches (62) ein Dichtelement (66) zur Abdichtung des Führungselements (58) gegenüber dem Verstärkergehäuse (12) vorgesehen ist.
Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (66) aus einem thermoplastischen Elastomermaterial besteht und durch Spritzgießen an das Führungselement (58) angeformt ist.
Unterdruckbremskraftverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (58) an einem zweiten Ende (70) einen Aufnahmeabschnitt (72) zur Aufnahme eines Dichtungs- und Lagerungselements (74) sowie einen radial nach innen ragenden Flanschabschnitt (76) aufweist.
Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungs- und Lagerungselement (74) und/oder ein Staubschutzbalg (80) ein thermoplastisches Elastomermaterial umfasst/umfassen, das durch Spritzgießen an das Führungselement (58) angeformt ist.
Unterdruckbremskraftverstärker nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungs- und Lagerungselement (74) einen Armierungseinsatz (78) umfasst.