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Patent Searching and Data


Title:
PNEUMATIC BRAKE BOOSTER HAVING A SEALING ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/104031
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pneumatic brake booster (1), comprising a booster housing (2), wherein the booster housing (2) has at least two thin-walled shell elements (3, 4) and an elastomeric sealing element (5), wherein the sealing element (5) has a sealing bead (6) extending peripherally on the radial outside and at least one rolling diaphragm section (7) adjoining the sealing bead (6) and the sealing bead (6) is clamped in a pneumatically sealing manner in a clamping space (8) between the shell elements (3, 4), wherein the clamping space (8) is formed by walls (9, 10, 11, 12), which are produced in the shell elements (3, 4) by shaping, wherein the radial inner wall (11) of the clamping space is formed by a tubular, axially prestrecthed protrusion (15) of the second shell element (4), which protrusion is folded at the front edge (16) thereof. According to the invention, in order to provide a production- and assembly-optimized brake booster (1) in the case of which the sealing element (5) can be securely and permanently reliably held, a bead-side rear wall (12) of the clamping space (8) is formed by a peripherally extending collar (17), which protrudes radially outward and which is formed on the second shell element (4).

Inventors:
FALLER JÜRGEN (DE)
JAKOBI RALF (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/079591
Publication Date:
June 14, 2018
Filing Date:
November 17, 2017
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
International Classes:
B60T13/56; F16J3/02
Foreign References:
US7048342B12006-05-23
DE3942211A11991-06-27
US6390567B12002-05-21
DE19703407A11997-11-06
US20050092170A12005-05-05
GB2082276A1982-03-03
GB2328991A1999-03-10
DE102006011414A12006-11-23
GB2112105A1983-07-13
US4596178A1986-06-24
DE102005061353A12007-01-25
JP2013252787A2013-12-19
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Claims:
Patentansprüche

1. Pneumatischer Bremskraftverstärker (1) mit einem Verstärkergehäuse (2), wobei das Verstärkergehäuse (2) wenigstens zwei dünnwandige Schalenelemente (3,4) und ein elastomeres

Abdichtelement (5) aufweist, wobei das Abdichtelement (5) eine radial außen umlaufend ausgebildete Dichtwulst (6) und we¬ nigstens einen an die Dichtwulst (6) anschließenden Roll¬ membranabschnitt (7) aufweist und die Dichtwulst (6) in einem Klemmraum (8) zwischen den Schalenelementen (3,4) pneumatisch dichtend eingeklemmt ist, wobei der Klemmraum (8) durch Wän¬ de (9,10,11,12) gebildet ist, die in den Schalenelementen (3,4) umformtechnisch erzeugt sind, wobei

• eine rollmembranseitige Stirnwand (9) des Klemmraums (8) durch einen umlaufenden radialen Absatz (13) des ersten

Schalenelements (3) gebildet ist,

• eine radiale Außenwand (10) durch einen rohrförmigen

Vorsprung (14) gebildet ist, der sich von dem Absatz (13) im Wesentlichen in axiale Richtung erstreckt,

· eine radiale Innenwand (11) durch einen rohrförmigen, axial vorgestreckten und an seiner Vorderkante (16) gefalteten Vorsprung (15) des zweiten Schalenelements (4) gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass eine wulstseitige Rückwand (12) des Klemmraums (8) durch einen umlaufenden, radial nach außen ragenden Kragen (17) gebildet ist, welcher an dem zweiten Schalenelement (4) ausgeformt ist.

2. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass zwischen der Rückwand (12) und der Außen¬ wand (10) des Klemmraums (8) wenigstens ein Formschlussab- schnitt (18) vorgesehen ist, welcher in Umfangsrichtung sowie axial in Richtung Dichtwulst (6) wirkt.

3. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Formschluss im Formschlussabschnitt (18) durch wenigstens eine Nase (19) an einem der Schalenelemente (3 oder 4) gebildet ist, die in eine korrespondierende Ausspa¬ rung (20) in dem anderen Schalenelement (4 oder 3) eingreift.

4. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (19) am Kragen (17) und die Aus¬ sparung (20) am Vorsprung (14) ausgebildet sind.

5. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass mehrere Formschlussabschnit¬ te ( 18 , 18 λ , 18 λ λ , ...) am Umfang der Schalenelemente (3,4) verteilt angeordnet sind.

6. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Formschlussabschnitte ( 18 , 18 λ , 18 λ λ , ...) unregelmäßig am Umfang der Schalenelemente (3,4) verteilt angeordnet sind.

7. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Schalenelemente (3,4) durch Biegela¬ schen (21) aneinander fixiert sind, wobei die Biegelaschen (21) am Vorsprung (14) axial vorgestreckt ausgebildet und um eine radiale Außenkante (22) des Kragens (17) gebogen sind.

8. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorsprung (15) und einem Wandungsbereich (23) des Schalenelements (3) , der sich axial an den Absatz (13) anschließt, ein Ringspalt (24) angeordnet ist durch welchen ein Bereich des Rollmembranabschnitts (7) verläuft, wobei der Wandungsbereich (23) im Bereich des

Ringspaltes (24) kegelig ausgebildet ist.

9. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine axiale Streckung (a) des Ringspal¬ tes (24) mindestens genauso groß ist wie sein radiales

Spaltmaß (b) an der Einmündung in den Klemmraum (8) .

10. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine axiale Streckung (a) des Ringspal¬ tes (24) mindestens doppelt so groß ist wie sein radiales Spaltmaß (b) an der Einmündung in den Klemmraum (8) .

Description:
Pneumatischer Bremskraftverstärker mit einem Abdichtelement.

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bremskraftverstärker insbesondere für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Bremskraftverstärker sind weit verbreitet und bekannt . Das Verstärkergehäuse von einem derartigen Bremskraftverstärkerweise meist wenigstens zwei dünnwandige Schalenelemente auf, welche miteinander verbunden oder aneinander fixiert beziehungsweise gekoppelt sind. In dem Verstärkergehäuse ist dabei wenigstens eine Unterdruckkammer von einer Arbeitskammer durch ein Abdichtelement aus Elastomerwerkstoff pneumatisch getrennt. Weil das Abdichtelement im Betrieb axial über längere Strecken verfahren wird, verfügt es, meinst radial außen, über einen Rollmembranabschnitt, an dessen Radialen Außenrand eine Dichtwulst angeformt ist. Diese Dichtwulst wird zwischen den Schalenelementen des Verstärkergehäuses in einem Dichtsitz - einer Art Klemmraum eingeklemmt, dessen Wände durch eine ge ¬ sonderte Formgebung der Schalenelemente gebildet werden.

Für eine dauerhaft zuverlässige Abdichtung muss beispielsweise vorgesorgt werden, dass der sich bewegende Rollmembranabschnitt weder bei Montage noch im Betrieb an scharfen Kanten beschädigt wird, dass ein Herausrutschen der Dichtwulst im betrieb - sogenanntes Ausknöpfen - verhindert wird und die Schalenelemente zugleich möglichst einfach und sicher herstellbar und miteinander verbindbar sind. Zudem ist ein dauerhafter Korrosionsschutz von großer Bedeutung. Aus JP 2013252787 A ist ein gattungsgemäßer Bremskraftverstärker bekannt. Die radiale Innenwand seines Klemmraums durch einen rohrförmigen Vorsprung eines Schalenelements gebildet. Der Vorsprung ist dabei an seiner dem Rollmembranabschnitt zuge- wandten Vorderkante gefaltet und dadurch verrundet gestaltet, wodurch ein zuverlässiger Schnittschutz des Rollmembranabschnitts gegeben ist. Die Verbindung der Schalenelemente ist jedoch mit einer aufwändigen mehrstufigen Kaskade ineinander greifenden radialen Absätze und Kragen an beiden Schalenele- menten realisiert, welche den Herstellaufwand, das Gewicht und den Materialverbrauch erhöhen. Zudem werden zur Fixierung der Schalenelemente ausgestanzten Haltekrallen eingesetzt, wodurch die Korrosionsschutzschicht garantiert beschädigt wird.

Es stellt sich somit die Aufgabe, einen herstell- und monta ¬ geoptimierten Bremskraftverstärker anzubieten, bei dem das Abdichtelement sicher und dauerhaft zuverlässig aufgenommen werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bremskraftver ¬ stärker mit der Merkmalskombination nach dem Anspruch 1 gelöst. Unteransprüche zusammen mit Figuren und Beschreibungen geben weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen an.

Im Folgenden werden die Einzelheiten und Vorteile der Erfindung anhand Figurenbeschreibungen näher erläutert. Dabei wird auf die Beschreibung von allgemein bekannten Aspekten und Funktionen eines gattungsgemäßen Bremskraftverstärkers weitestgehend verzichtet und lediglich auf die erfindungsrelevanten Details eingegangen . Im Einzelnen zeigt die

Fig.l beispielhaft eine Axialschnittdarstellung einer

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremskraftverstärkers.

Fig.2 Teilansicht von zwei noch nicht miteinander verbundenen Schalenelementen in räumlicher Explosionsdarstellung.

Fig.3 eine vergrößerte Schnittansicht des Klemmraums gemäß

Ausführung nach Fig.l mit einer noch nicht umgelegten Biegelasche .

Fig.4 eine vergrößerte Schnittansicht des Klemmraums gemäß

Ausführung nach Fig.l nach der Endmontage, mit einer umgelegten Biegelasche .

Fig.1

Ein pneumatischer Bremskraftverstärker 1 verfügt über ein dünnwandiges Verstärkergehäuse 2. Das Verstärkergehäuse 2 umfasst Schalenelemente 3 und 4, die in ihrem radialen Au ¬ ßenbereich miteinander verbunden sind.

Die Verstärkungskraft wird im pneumatischen Bremskraftverstärker 1 durch die Druckdifferenz zwischen einer Unterdruckkammer 25 und einer Arbeitskammer 26 erzeugt.

Die Unterdruckkammer 25 ist von der Arbeitskammer 26 durch ein elastomeres Abdichtelement 5 pneumatisch abgegrenzt, welches beim Betrieb in dem Verstärkergehäuse 2 axial verfahren wird. Zur Ausgleich der Bewegung des Abdichtelements 5 verfügt dieses über einen Rollmembranabschnitt 7, an dem an seiner radialen Außenrand eine umlaufende Dichtwulst 6 angeformt ist.

Die Dichtwulst 6 dient zum einem der Abdichtung des Innenraums des Verstärkergehäuses 2 gegen die Umgebung, zum anderen der Befestigung des Abdichtelements 5 am Verstärkergehäuse 2. Die Dichtwulst 6 ist in einem Klemmraum 8 zwischen den Schalenelementen 3 und 4 pneumatisch dichtend eingeklemmt. Der

Klemmraum 8 entsteht beim Aneinanderlegen der beiden Scha- lenelemente 3 und 4 durch deren gesonderte, umformtechnisch erzeugte Formgebung und wird durch Wände 9,10,11,12 begrenzt, auf deren Beschaffenheit nachfolgend, insbesondere in der Fig.3 eingegangen wird.

Fig.2

Um eine eindeutige definierte Stellung der Schalenelemente 3 und 4 für den Zusammenbau zuverlässig festzulegen, sind an Scha ¬ lenelementen 3 und 4 mehrere am Umfang verteilt angeordneten Formschlussabschnitte 18 vorgesehen.

In jedem Formschlussabschnitt 18 wird zwischen dem Schalen ¬ elemente 3 und 4 ein Formschluss gebildet, indem eine Nase 19 die in einer korrespondierenden Aussparung 20 positioniert wird. Dadurch wirkt der Formschluss zugleich sowohl in Umfangs- richtung, als auch axial in Richtung der beiden Schalenelemente 3 und 4 zueinander.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Nase 19 an einem, an dem Schalenelement 4 ausgeformten, radial nach außen ragenden umlaufenden Kragen 17 ausgebildet.

Die Aussparung (20) ist in einem rohrförmigen Vorsprung 14 angeordnet, welcher sich von einem radialen umlaufenden Absatz 13 am Schalenelement 3 axial im Wesentlichen in Richtung Schalenelement 4 erstreckt. Eine umgekehrte oder wechselnde Anordnung von Nase 19 und

Aussparung 20 sind innerhalb der Erfindung ebenso zulässig. Die Formschlussabschnitte 18 , 18 λ , 18 λ λ , ... können innerhalb der Erfindung sowohl regelmäßig als auch unregelmäßig am Umfang der Schalenelemente 3 und 4 verteilt angeordnet werden. Bei einer unregelmäßigen Umfangsverteilung kann eine definierte Verdrehlage der beiden Schalenelemente 3 und 4 zueinander besonders einfach kodiert und fehlerfrei eindeutig hergestellt werden.

Um die Schalenelemente 3 und 4 möglichst einfach aneinander zu fixieren und dabei eine gegebenenfalls vorhandene oberflächliche Korrosionsschutzschicht nicht zu beschädigen, sind am Vor ¬ sprung 14 axial vorgestreckt ausgebildeten Biegelaschen 21 vorgesehen. Die Biegelaschen 21 werden nach dem Zusammenfügen der Schalenelemente 3 und 4 um die radiale Außenkante 22 des Kragens 17 umgelegt beziehungsweise gebogen. Der Biegewinkel kann dabei für eine betriebssichere Fixierung deutlich geringer als 90° und gegebenenfalls sogar weniger als 45° betragen, womit ein Reißen einer oberflächlichen Korrosionsschutzschicht vermieden werden kann.

Fig.3

In der Fig.3 wird der Aufbau des Klemmraums 8 gemäß der Aus ¬ führungsform nach Fig.l in einer Schnittdarstellung vergrößert dargestellt .

Der Klemmraum 8 wird im Wesentlichen durch vier Wände 9,10,11,12 begrenzt, die ihrerseits durch Formelemente der Schalenele ¬ mente 3 und 4 gebildet sind.

Eine rollmembranseitige Stirnwand 9 des Klemmraums 8 ist durch einen umlaufenden radialen Absatz 13 des Schalenelements 3 gebildet . Eine radiale Außenwand 10 ist durch einen rohrförmigen Vor ¬ sprung 14 gebildet, der sich von dem Absatz 13 im Wesentlichen in axiale Richtung erstreckt und an dem im Übrigen dir Biegelaschen 21 angeformt sind.

Eine radiale Innenwand 11 ist durch einen rohrförmigen, axial vorgestreckten axialen Vorsprung 15 des zweiten Schalenele- ments 4 gebildet. Der Vorsprung 15 ist an seiner Vorderkante 16 gefaltet gestaltet, so dass die Vorderkante 16 verrundet ist und der Vorsprung 15 eine doppelte Wandstärke des Schalenelements 4 aufweist .

Eine wulstseitige Rückwand 12 des Klemmraums 8 ist durch einen umlaufenden, radial nach außen ragenden Kragen 17 gebildet, der an der zweiten Halbschale 4 ausgeformt ist und unmittelbar an den Vorsprung 15 anschließt.

Fig.4

Im Verstärkerbetrieb wird der Rollmembranabschnitt 7 durch die Druckdifferenz in Richtung Unterdruckkammer 25 gezogen, wodurch die Dichtwulst 6 sich aus dem Klemmraum 8 in das Innere des Verstärkergehäuses 2 herauszurutschen bestrebt ist.

Um ein Herausrutschen des Dichtwulstes 6 zu verhindern ist der Rollmembranabschnitt 7 durch einen schmalen Ringspalt 24 ge ¬ führt, dessen radialer Spaltmaß b deutlich schmaler als die Dicke des Dichtwulstes 6 ist.

In der abgebildeten, bevorzugten Ausführung ist der Ringspalt 24 im Querschnitt nichtparallel, sondern annähernd konisch aus ¬ gebildet und verbreitet sich in Richtung Klemmraum 8. In der gezeigten Ausführung wird dies erreicht, indem ein dem Absatz 13 unmittelbar vorgelagerter Wandungsbereich 23 des Schalenelements 3 im Wesentlichen konisch beziehungsweise kegelig mit dem Kegelwinkel > 1° gestaltet ist. Zudem sollte die axiale Streckung a des Ringspaltes 24 min ¬ destens gleich und bevorzugt mindestens doppelt so groß wie sein radiales Spaltmaß b an beziehungsweise vor seiner Einmündung in den Klemmraum 8 beziehungsweise vor der Verrundung am Übergang zum Absatz 13 gemessen.

Dur ein derartiges kegeliges beziehungsweise trichterförmiges Querschnittsprofil des Ringspaltes 24 wird zum einen verhindert, dass das Abdichtelement am Übergang vom Rollmembranabschnitt 7 in die Dichtwulst 6 im Betrieb beschädigt, beispielsweise angerissen wird, weil die Last aus dem Rollmembranabschnitt 7 sich gleichmäßiger über ein größeres Volumen des Dichtwulstes 6 verteilen kann, Zum anderen wird verhindert, dass die Dicht ¬ wulst 6 bei besonders hohen Lasten am Rollmembranabschnitt 7 in den Ringspalt 24 teilweise eingezogen und dort klemmen bleibt, denn die vorliegende schräge Wandgeometrie fördert den Aufbau von axial gerichteten Anteilen von Reaktionskräften bei Kompression des Dichtwulstes 6 und unterstütz somit ihre Dekompression in Richtung Klemmkammer 8 nach Lastabfall.

n

Bezugszeichenliste

1 Bremskraft erstärker

2 Verstärkergehäuse

3 Gehäuseschale

4 Gehäuseschale

5 Abdichtelernent

6 Dichtwulst

7 Rollmembranabschnitt

8 Klemmraum

9 Stirnwand

10 Außenwand

11 Innenwand

12 Rückwand

13 Absatz

14 Vorsprung

15 Vorsprung

16 Vorderkante

17 Kragen

18 Formschlussabschnitt

19 Nase

20 Aussparung

21 Biegelasche

22 Außenkante

23 Wandungsbereich

24 Ringspalt

25 Unterdruckkammer

26 Arbeitskämmer

a axiale Streckung

b radiales Spaltmaß

Kegelwinkel