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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Hauptbremszylinderanordnung
für eine
hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Gehäuse, in
dem zwei benachbarte Zylinderbohrungen vorgesehen sind, zwei Kolbenanordnungen,
wobei eine erste Kolbenanordnung in einer ersten der Zylinderbohrungen entlang
einer ersten Bohrungslängsachse
verlagerbar aufgenommen ist und wobei eine zweite Kolbenanordnung
in einer zweiten der Zylinderbohrungen entlang einer zweiten Bohrungslängsachse
verlagerbar aufgenommen ist, einem Krafteingangskolben, der mit
einem Bremspedal koppelbar oder gekoppelt ist und der über eine
Pedalrückstellfeder
in eine Ausgangsstellung vorgespannt ist, wobei nach Maßgabe einer
Bewegung des Krafteingangskolbens die erste Kolbenanordnung und
die zweite Kolbenanordnung verlagerbar sind, wobei die erste Kolbenanordnung mit
dem Gehäuse
eine erste Druckkammer begrenzt, die mit einer hydraulischen Bremsanlage
fluidisch verbunden ist, wobei die zweite Kolbenanordnung mit dem
Gehäuse
eine zweite Druckkammer begrenzt, die mit der hydraulischen Bremsanlage
fluidisch verbunden ist, wobei zwischen der ersten Kolbenanordnung
sowie der zweiten Kolbenanordnung und dem Krafteingangskolben ein
separates Übertragungsglied
angeordnet ist, und wobei die Pedalrückstellfeder an dem Übertragungsglied
angreift.
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Eine
derartige Hauptbremszylinderanordnung ist beispielsweise aus dem
Dokument
DE 694 00
527 T2 bekannt. Diese Anordnung verfügt über zwei parallel angeordnete
Kolben, die hydraulisch mit jeweils einer vorderen Radbremseinheit
verbunden sind und diese durch den Aufbau hydraulischen Drucks betätigen, sowie
einem dritten in Wirkrichtung vorgeschalteten Kolben, der mit den
beiden hinteren Radbremseinheit verbunden ist und diese hydraulisch
betätigt.
Zudem ist er direkt mit den nachgeschalteten Kolben gekoppelt und
wirkt im Normalbetrieb hydraulisch auf diese ein. Im Falle einer
Leckage in der ersten Druckkammer kann die Bremspedalkraft auch
mittels eines Übertragungselementes
mechanisch auf die beiden nachgeschalteten parallel angeordneten
Kolben übertragen
werden.
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Eine
vergleichbare Hauptbremszylinderanordnung mit direkter Kopplung
der Bremskolben ist auch aus
DE 37 15 209 A1 bekannt. Diese ist ähnlich einer
Tandem-Hauptbremszylinderanordnung
ausgebildet, jedoch wesentlich platzsparender, da die beiden Kolbenanordnungen
in den einander benachbarten Zylinderbohrungen wirken, die hydraulisch miteinander
gekoppelt sind. Bei einer Bremsung wird über ein Bremspedal in den ersten
Kolben eine Pedalbetätigungskraft
eingekoppelt, über
die der Bremsdruck dann in der hydraulischen Bremsanlage erzeugt
wird. Mit anderen Worten wird bei einem mit dieser Hauptbremszylinderanordnung
ausgestatteten Bremssystem der zum Beaufschlagen der Radbremse am
Fahrzeug notwendige hydraulische Bremsdruck allein mit der Hauptbremszylinderanordnung
erzeugt.
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Nachteilig
wirkt sich bei derartigen direkt gekoppelten Bremssystemen aus,
dass der Fahrer durch seine Betätigungsaktion
am Bremspedal in jedem Fall den hydraulischen Druck an den Radbremsen
beeinflusst. Solange dies die Bremssituation unterstützt, ist
dies unproblematisch. Sobald der Fahrer aber bezogen auf die tatsächliche
Bremssituation falsch reagiert, indem er beispielsweise zu viel
oder zu wenig Bremsdruck einsteuert, kann das Bremsverhalten, insbesondere
der Bremsweg sowie die Spurtreue des Fahrzeugs, verschlechtert werden, was
im schlimmsten Fall zu einem Unfall führen kann.
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Ein
weiterer Nachteil der Anordnung aus Dokument
DE 37 15 209 A1 liegt darin,
dass die beiden Kolbenanordnungen in den korrespondierenden Zylinderbohrungen
hydraulisch miteinander gekoppelt sind. Daraus ergibt sich das Problem,
dass bei einer Fehlfunktion, insbesondere einer Leckage im Bereich der
unmittelbar von einer Bremspedalbetätigung bewegten Kolbenanordnung,
keine zuverlässige
Ansteuerung der dieser nachgeschalteten Kolbenanordnung mehr möglich ist.
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Aus
der nachveröffentlichten
Patentanmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
DE 10 2005 037 792
A1 eine Hauptbremszylinderanordnung bekannt, bei der in
raumfordernder Weise die Pedalrückstellfeder
in unmittelbarer Nähe zu
dem Krafteingangkolben und damit in unmittelbarer Nähe zu dem
Bremspedal angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Pedalrückstellfeder
außerhalb des
eigentlichen Bremskrafterzeugers angeordnet. Neben dem dadurch entstehenden
Bauraumerfordernis muss die Pedalrücksiellfeder darüber hinaus staubdicht
gekapselt werden, was den Aufbau des Bremskraftverstärkers weiter
verkompliziert.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hauptbremszylinderanordnung
und eine entsprechend ausgestaltete Kraftfahrzeugbremsanlage der
eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, die für eine Bremskraftverstärkung geeignet
sind und die bei vereinfachtem Aufbau und zuverlässiger Funktionsweise weniger
Bauraum erfordern.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Hauptbremszylinderanordnung der eingangs
bezeichneten Art gelöst,
bei der vorgesehen ist, dass die Pedalrückstellfeder das Übertragungsglied
in Richtung zu dem Krafteingangskolben hin vorspannt.
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Erfindungsgemäß ist also
vorgesehen, dass die beiden Kolbenanordnungen mit dem Krafteingangskolben
koppelbar sind, und zwar unter Vermittlung des Übertragungsglieds. Somit kann
im Falle einer Leckage in einem der den Kolbenanordnungen zugeordneten
Hydrauliksystemen zumindest das jeweils andere Hydrauliksystem direkt über den
Krafteingangskolben angesteuert werden. Die hydraulische Betätigung der
einen Kolbenanordnung über das
der jeweils anderen Kolbenanordnung zugeordnete Hydrauliksystem
entfällt
dabei. Ferner sieht die Erfindung vor, dass die Pedalrückstellfeder
an dem Übertragungsglied
angreift. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Pedalrückstellfeder
nicht etwa pedalnah angeordnet, sondern vielmehr in die Hauptbremszylinderanordnung
an einer Stelle integriert ist, wo ohnehin Bauraum vorhanden ist.
Es muss somit kein zusätzlicher
Bauraum für
die Pedalrückstellfeder bereitgestellt
werden. Darüber
hinaus sind auch keine aufwendigen Vorkehrungen zur staubdichten
Kapselung der Pedalrückstellfeder
zu treffen.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Übertragungsglied in einer diesem
zugeordneten Übertragungskammer
verlagerbar ist, wobei die Pedalrückstellfeder in der Übertragungskammer
angeordnet ist. Aufgrund der ohnehin erforderlichen Verlagerbarkeit
des Übertragungsglieds
innerhalb der Hauptbremszylinderanordnung ist der dafür zu bereitstellende
Bauraum zugleich geeignet für
die Integration der Pedalrückstellfeder.
Die ohnehin gekapselte Übertragungskammer
bietet somit einen gegenüber
der Umwelt abgeschirmten Raum zur Aufnahme der Pedalrückstellfeder.
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Ferner
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass das Übertragungsglied
an seinem den Kolbenanordnungen zugewandten Ende napfförmig ausgebildet
ist und einen ihm zugewandten Abschnitt der Pedalrückstellfeder
in dem Napf aufnimmt. Dadurch kann die Pedalrückstellfeder sicher gegenüber dem Übertragungsglied
positioniert und knickfrei geführt
werden. Eine Soll-Positionierung der Pedalrückstellfeder gegenüber dem Übertragungsglied
kann weiter dadurch verbessert werden, dass das Übertragungsglied einen Lageransatz
aufweist, auf den die Pedalrückstellfeder
lagestabil aufgesteckt ist. Letztendlich lässt sich durch diese Maßnahmen
eine fehlerfreie Montage mit zugleich verbesserter Sicherheit gegen
ein unerwünschtes
Ausknicken der Pedalrückstellfeder
erreichen.
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Ferner
kann hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung des Übertragungsglieds
vorgesehen sein, dass dieses an seinem dem Krafteingangskolben zugewandten
Ende napfförmig
ausgebildet ist und den Krafteingangskolben oder eine mit diesem kraftübertragend
gekoppelte Komponente teilweise aufnimmt. Vorzugsweise ist das Übertragungsglied also
doppel-napfförmig
ausgebildet, was zu einer hinreichend großen axialen Länge führt, so
dass auch die Führungseigenschaften
in axialer Rich tung innerhalb der Übertragungskammer, insbesondere
die Kippsicherheit, verbessert werden können.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Übertragungsglied
eine Zwischenkolbenanordnung mit einem Zwischenkolben vorgesehen
ist, wobei der Zwischenkolben über
eine Vorspannfeder gegen den Krafteingangskolben oder die mit diesem
kraftübertragend
gekoppelte Komponente in eine Ausgangsstellung vorgespannt ist.
Die Zwischenkolbenanordnung kann je nach Ausführungsform verschiedene Aufgaben
aufweisen. So kann die Zwischenkolbenanordnung dazu dienen, ein
hinreichend großes
Betätigungsspiel
für regenerative Bremsungen
bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Zwischenkolbenanordnung
auch dazu dienen, im Falle eines Verklemmens des Übertragungsglieds
innerhalb der Übertragungskammer und
einer daraus resultierenden Immobilität des Übertragungsglieds dennoch eine
hinreichende Funktionsweise der Hauptbremszylinderanordnung zu gewährleisten.
Auf beide Erfindungsaspekte wird im Folgenden noch im Detail eingegangen.
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Hinsichtlich
der Zwischenkolbenanordnung kann vorgesehen sein, dass die Federhärte der
Vorspannfeder größer, vorzugsweise
signifikant größer, ist
als die Federhärte
der Pedalrückstellfeder.
Dies bedeutet, dass die Zwischenkolbenanordnung dann und nur dann
aus ihrer Ausgangsstellung heraus bewegt wird, wenn die auftretenden
Kräfte
die zur Komprimierung der Pedalrückstellfeder
erforderlichen Kräfte
erheblich übersteigen.
Auch hierzu wird im Folgenden noch im Detail Stellung genommen.
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Ferner
kann hinsichtlich der Zwischenkolbenanordnung vorgesehen sein, dass
an dem Übertragungsglied
ein Anschlag vorgesehen ist, der die Ausgangsstellung des Zwischenkolbens
bestimmt. Dadurch wird eine vorbestimmte Ausgangsstellung des Zwischenkolbens
definiert. Um eine reproduzierbare Relativpositionierung der einzelnen
miteinander zusammenwirkenden Komponenten gewährleisten zu können, sieht
eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Zwischenkolben ein
freies Ende des Krafteingangskolbens oder einer mit diesem gekoppelten
Komponente in einer Aufnahmeöffnung
aufnimmt. Dadurch wird ein radiales Ausweichen des Krafteingangskolbens
bzw. der mit diesem gekoppelten Komponente verhindert.
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Erfindungsgemäß kann für eine zuverlässige Funktionsweise
der Anordnung ferner vorgesehen sein, dass zwischen dem Zwischenkolben
und dem Übertragungsglied
im Ruhezustand der Hauptbremszylinderanordnung ein Spiel vorgesehen
ist, wobei die Vorspannfeder den Zwischenkolben von einer Anlagefläche des Übertragungsglieds
weg spannt. Zusätzlich
oder alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass zwischen
dem Übertragungsglied
und den diesem zugewandten freien Enden der Kolbenanordnung im Ruhezustand
der Hauptbremszylinderanordnung ein Spiel vorgesehen ist, wobei
die Pedalrückstellfeder
das Übertragungsglied
von den Kolbenanordnungen weg spannt. Dadurch ist es möglich, den
Krafteingangskolben infolge einer Bremspedalbetätigung zu verlagern, ohne dass
eine solche Verlagerung tatsächlich
mechanisch unmittelbar auf die Kolbenanordnungen übertragen
wird. Dies macht eine von der Kolbenanordnung mechanisch entkoppelte
Bremsung möglich.
So sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Spiel zwischen
dem Übertragungsglied
und den Kolbenanordnungen und/oder das Spiel zwischen dem Übertragungsglied und
dem Zwischenkolben derart bemessen ist, dass eine Pedalbetätigung zum
regenerativen Bremsen bei einem Hybridfahrzeug ohne mechanische
Kopplung von Krafteingangskolben und erster sowie zweiter Kolbenanordnung
erfolgt. Mit anderen Worten lässt
sich zwar über
das Bremspedal bei einer solchen regenerativen Bremsung der Krafteingangskolben
jeweils in die Hauptbremszylinderanordnung hinein verlagern, eine
mechanische Übertragung
dieser Pedalbewegung auf die letztendlich für eine hydraulische Bremswirkung
verantwortlichen Kolbenanordnungen unterbleibt jedoch. Stattdessen
kann eine regenerative Bremsung über
einen als Generator wirkenden Elektromotor durchgeführt werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die benachbarten Zylinderbohrungen
im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Dadurch ist eine
raumsparende Anordnung der Zylinderbohrungen möglich.
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Ferner
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass die erste und zweite Kolbenanordnung jeweils durch Kolbenrückstellfedern
in eine Ausgangsstellung zu dem Übertragungsglied
hin vorgespannt sind.
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Im
Gegensatz zu dem eingangs diskutierten Stand der Technik, bei dem
eine Betätigung
der ersten Kolbenanordnung unmittelbar über das Bremspedal erfolgt,
sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass im Normalbetriebsfall
die erfindungsgemäße Hauptbremszylinderanordnung
nicht unmittelbar durch eine Pedalbetätigung, sondern vielmehr über ein
zwischengestaltetes Servosystem nach Maßgabe einer Pedalbetätigung und
einer daraus resultierenden Bewegung des Krafteingangskolbens betätigt wird.
So sieht diese Ausführungsvariante
der Erfindung vor, dass der ersten Kolbenanordnung und der zweiten
Kolbenanordnung jeweils eine Servokammer zugeordnet ist, die zur
bremswirksamen Erhöhung des
Fluiddrucks in der ersten Druckkammer und in der zweiten Druckkammer
gemeinsam mit Druckfluid beschickbar sind. Dadurch kann erreicht
werden, dass beide Kolbenanordnungen in gleicher Intensität angesteuert
werden, so dass sich ein gleichmäßiges Bremsverhalten
ergibt. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn jeweils einer
Druckkammer auch eine Radbremseinheit eines Bremssystems zugeordnet
ist. Diese Maßnahme
ist im Zusammenhang mit der vorstehend bereits angesprochenen mechanisch entkoppelten Betätigung der
Kolbenanordnung von dem Bremspedal zu verstehen. Wird eine Bremspedalbetätigung über eine
elektronische Sensoreinrichtung erfasst, worauf im Folgenden noch
im Detail eingegangen wird, so ist durch die Bereitstellung des oben
genannten Spiels gewährleistet,
dass es bei ordnungsgemäß funktionierendem
Servokreis zu keiner unmittelbaren mechanischen Kopplung von Bremspedal
und Kolbenanordnungen kommt. Stattdessen wird vielmehr anhand der
erfassten Pedalbetätigung
lediglich der Bremswunsch des Fahrers ermittelt und nach Maßgabe dieses
ermittelten Bremswunsches unter Berücksichtigung jeweiliger Fahrbetriebsparameter
eine angemessene Bremskraft über den
Servodruckkreis erzeugt. Nur dann, wenn die Servokreisversorgung
nicht ordnungsgemäß funktioniert,
wird das Spiel überwunden,
so dass es auch – in
einer Notbetriebssituation – zu
einer direkten mechanischen Betätigung
der Kolbenanordnungen kommen kann.
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Es
ist ferner zu beachten, dass also auch bei einer andersartigen Bremsung,
beispielsweise bei einer Ausnutzung eines in einem Hybridfahrzeug
angeordneten Elektromotors als Generator, wobei der Generatorbetrieb
Verzögerungswirkung
entfaltet, die für ein
leichtes Abbremsen des Fahrzeugs ausreicht, eine ungewünscht frühzeitige
mechanische Kopplung zwischen Krafteingangskolben und Kolbenanordnungen
vermieden wird. Auch unterbleibt in einem derartigen Fall einer
rein regenerativen Bremsung eine Beschickung der Servokammern mit Druckfluid.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Krafteingangskolben
in einer zylindrischen Aufnahmebohrung verlagerbar aufgenommen ist
und mit dem Gehäuse
eine Pedalgegenkraftdruckkammer einschließt. In diesem Zusammenhang
kann vorgesehen sein, dass die Pedalgegenkraftdruckkammer mit einer
hydraulischen Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung koppelbar ist.
Dabei kann die Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung
beliebig angeordnet werden, insbesondere an einem Ort, an dem im
Kraftfahrzeug hinreichend Bauraum zur Verfügung steht.
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Hinsichtlich
der Herstellung der erfindungsgemäßen Hauptbremszylinderanordnung
ist festzustellen, dass insbesondere aufgrund der im Kraftfahrzeugbau
auftretenden hohen Stückzahlen
die Fertigungskosten möglichst
gering zu halten sind. Aus diesem Grunde kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass das Gehäuse
mehrteilig ausgebildet ist, wobei einzelne Gehäuseteile, insbesondere im Bereich
der Kolbenanordnungen, fluiddicht und lösbar miteinander verbunden
sind. Die einzelnen Gehäuseteile
sind derart konzipiert, dass die darin anzubringenden Bohrungen
und Ausnehmungen sowie Hinterschnitte möglichst einfach gefertigt werden
können.
Es empfiehlt sich beispielsweise gemäß einer Ausführungsvariante
der Erfindung, ein Gehäuseteil derart
auszubilden, dass darin – ohne
das Erfordernis aufwendig herzustellender Hinterschnitte – Bohrungen
angebracht werden können,
die dann in Verbindung mit den darin eingesetzten Kolbenanordnungen die
Druckkammern bilden. Zur Erleichterung der Montage und zur besseren Übertragung
von Querkräften
kann im Rahmen dieses Erfindungsgedankens auch vorgesehen sein,
dass miteinander zu verbindende Gehäuseteile jeweils über ein
Positionierelement bei einer gegenseitigen Verbindung in einer Soll-Stellung
zueinander positioniert werden. Es sei auch angemerkt, dass dieser
Erfindungsgedanke zusätzlich
zu oder separat von den vorstehend geschilderten Erfindungsgedanken
umgesetzt werden kann.
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Im
Hinblick auf eine einfache und kostengünstige Fertigung sieht eine
Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Kolbenanordnungen zumindest teilweise
in in das Gehäuse
eingesetzten Führungsbuchsen
geführt
sind. Aufgrund der Notwendigkeit der Bereitstellung fluiddichter
Führungen
für verschiedene
relativ zueinander bewegliche Komponenten ist es erforderlich, die
jeweiligen Oberflächen,
insbesondere die Oberflächen
von Aufnahmebohrungen möglichst
hochwertig und unempfindlich auszubilden. Dies ist vor allem in
Hohlkörpern
aufwendig. Die Erfindung geht mit der vorstehend erwähnten Variante
einen anderen Weg, indem einzelne wesentlich einfacher zu fertigende
Führungsbuchsen
verwendet werden, die dann nachträglich in einen Gehäuserohling
eingesetzt werden und die erforderlichen Führungseigenschaften übernehmen
können.
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Vorangehend
wurde bereits auf eine Positionserfassung des Krafteingangskolbens
zur Erfassung einer Pedalbetätigung
Bezug genommen. In diesem Zusammenhang sieht eine Weiterbildung
der Erfindung vor, dass mit dem Krafteingangskolben eine bewegliche
Komponente eines Bewegungssensors gekoppelt ist und dass eine unbewegliche
Komponente des Bewegungssensors an dem Gehäuse vorgesehen ist. Dabei kann
vorgesehen sein, dass die bewegliche Komponente des Bewegungssensors an
einem mit dem Krafteingangskolben bewegbaren Trägerkolben verschiebbar in dem
Gehäuse
geführt ist.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer
Hauptbremszylinderanordnung der vorstehend beschriebenen Art.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren beispielhaft
erläutert.
Es stellen dar:
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1 eine
achsenthaltende Schnittansicht einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung
in unbetätigter
Stellung;
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2 einen
in 1 mit II gekennzeichneten Bereich in vergrößerter Darstellung;
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3 eine
achsenthaltende Schnittansicht einer zweiten Ausführungsvariante
der Erfindung in unbetätigter
Stellung; und
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4 eine
vergrößerte Ansicht
des in 3 mit IV gekennzeichneten Bereichs.
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In 1 und 2 ist
eine erfindungsgemäße Hauptbremszylinderanordnung
in Längsschnittansicht
gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Diese umfasst
ein mehrteilig ausgebildetes Gehäuse 12, dessen
erstes Gehäuseteil 14 eine
erste Zylinderbohrung 16 und eine dazu parallele zweite
Zylinderbohrung 18 aufweist, die sich parallel entlang
einer ersten Bohrungslängsachse
A und einer zweiten Bohrungslängsachse
B erstrecken.
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In
der ersten Zylinderbohrung 16 ist ein erster Druckkolben 20 angeordnet,
der über
eine Rückstellfeder 22 in 1 nach
rechts vorgespannt ist. Analog hierzu ist in der zweiten Zylinderbohrung 18 ein
zweiter Druckkolben 24 angeordnet, der über eine Rückstellfeder 26 in 1 nach
rechts vorgespannt ist. Die Druckkolben 20 und 24 sind
jeweiligen ersten und zweiten Kolbenanordnungen 28 und 30 zugeordnet
und schließen
zusammen mit dem Gehäuse 12 Druckkammern 17 und 19 ein.
Die erste Kolbenanordnung 28 umfasst neben dem ersten Druckkolben 20 auch
einen ersten Kolbenfortsatz 32. Ferner umfasst die zweite
Kolbenanordnung 30 neben dem zweiten Druckkolben 24 auch
einen zweiten Kolbenfortsatz 34. Die beiden Kolbenanordnungen 28 und 30 sind
separat in in das Gehäuseteil 14 eingesetzten
Führungsbuchsen 36 und 38 linear
verlagerbar und dichtend geführt.
Die Führungsbuchsen 36 und 38 sind
in dem Gehäuse 12 festgelegt.
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Man
erkennt in 1 und 2 auch,
dass das Gehäuse 12 im
Bereich der Führungsbuchsen 36 und 38 mit
einem Flanschbereich 40 versehen ist, in dem das erste
Gehäuseteil 14 mit
einem zweiten Gehäuseteil 42 verschraubt
ist. Um das erste Gehäuseteil 14 und
das zweite Gehäuseteil 42 korrekt
zueinander zu positionieren ist eine Positionierhülse 44 vorgesehen.
Diese dient gleichzeitig – wie
vorstehend bereits angedeutet – zur
Fixierung der Führungsbuchsen 36 und 38 in
dem Gehäuse 12 und
zur Einleitung von Axial- und Querkräften direkt in das Gehäuse. Den
Kolbenanord nungen 28 und 30 sind jeweils eine
Servodruckkammer 47 und 49 zugeordnet, die über einen
schematisch angedeuteten Fluidanschluss 50 von einer nicht
gezeigten Druckquelle mit Druckfluid beschickbar ist.
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In
dem zweiten Gehäuseteil 42 ist
ein Übertragungsglied 52 entlang
einer Gehäuselängsachse C
verlagerbar aufgenommen. Das Übertragungsglied 52 ist
doppelnapfförmig
ausgebildet und in einer Übertragungskammer 54 linear
beweglich geführt. Es
weist an seinem in 2 linken Ende eine napfförmige Ausnehmung 56 auf,
in deren Zentrum ein zylindrischer Ansatz 58 ausgebildet
ist. An seinem in 2 rechten Ende weist das Übertragungsglied 52 eine
napfförmige
Ausnehmung 60 auf. Ferner ist das Übertragungsglied 52 mit
Umfangsbereichen 62 und 64 in der Übertragungskammer 54 geführt.
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Man
erkennt in 2, dass auf den Ansatz 58 eine
Pedalrückstellfeder 66 aufgesteckt
ist, die sich mit ihrem einen Ende an dem Übertragungsglied 52 und
mit ihrem entgegengesetzten Ende an der Positionierhülse 44 abstützt. Diese
Pedalrückstellfeder 66 spannt
das Übertragungsglied 52 innerhalb
der Übertragungskammer 54 in 2 nach
rechts vor.
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Der
zentrale Ansatz 58 ist seinerseits wieder napfförmig ausgebildet
und öffnet
sich in 2 in axialer Richtung nach rechts.
An seinem Grund 68 stützt sich
eine Vorspannfeder 70 mit einem Ende ab. Das andere Ende
der Vorspannfeder 70 ist auf einen Zwischenkolben 72 aufgesteckt,
der im Inneren des napfförmigen
Ansatzes 58 entlang der Längsachse C verlagerbar geführt ist.
Der Zwischenkolben 72 liegt in der in 2 gezeigten
Ausgangsstellung an einem Sicherungsring 74 an, der in
einen entsprechenden Einstich in dem Übertragungsglied 52 angebracht
ist. Der Sicherungsrings 74 bestimmt unter Vermittlung der
Vorspannfeder 70 die Ausgangsstellung des Zwischenkolbens 72.
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Der
Grund 68 des napfförmigen
Ansatzes 58 befindet sich in unmittelbarer Anlage mit den
freien Enden der Kolbenfortsätze 32 und 34.
Zwischen der anderen Seite des Grundes 68 und der diesem
zugewandten Stirnfläche
des Zwischenkolbens 72 ist in dem in 2 gezeigten
Ausgangszustand ein Spiel s vorgesehen. Dieser Ausgangszustand stellt
sich automatisch aufgrund der Kraftverhältnisse an der Pedalrückstellfeder 66 und
der Vorspannfeder 70 ein. Die Federhärte der Pedalrückstellfeder 66 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
erheblich größer als
die Federhärte
der Vorspannfeder 70.
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Der
Zwischenkolben 72 weist eine zentrale Aufnahmeöffnung 76 auf,
in die das freie Ende eines Kontaktstößels 78 hineinragt.
Der Kontaktstößel 78 ist
Teil eines Übertragungskolbens 80,
der in dem zweiten Gehäuseteil 42 entlang
der Längsachse
C linear verlagerbar geführt
ist. Der Übertragungskolben 80 definiert
in der in 1 gezeigten Ausgangsstellung
die Position des Übertragungsglieds 52 unter Vermittlung
des Zwischenkolbens 72 und der Vorspannfeder 70.
Der Übertragungskolben 80 ist
mittels einer Kopplungsstange 82 mit dem Krafteingangskolben 84 kraftübertragend
verbunden, wobei der Krafteingangskolben 84 unmittelbar
mit dem nicht gezeigten Bremspedal gekoppelt ist. Die Kopplungsstange 82 dient
auch dazu, den Krafteingangskolben 84 mit einem Simulatorkolben 86 zu
koppeln, der mit einem dritten Gehäuseteil 88 eine Pedalgegenkraftdruckkammer 90 einschließt, die über einen nicht
gezeigten Fluidanschluss mit einer Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung
fluidisch koppelbar ist.
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Die
Hauptbremszylinderanordnung 10 kann über einen Befestigungsflansch 92 und
Befestigungsbolzen 94 mit einem Fahrzeugchassis gekoppelt
werden.
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Zur
Positionsbestimmung des Krafteingangskolbens 84 ist ein
Positionssensor 96 vorgesehen.
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Im
Folgenden soll auf die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage
und der erfindungsgemäßen Hauptbremszylinderanordnung eingegangen
werden.
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Bei
einer Betätigung
des Bremspedals wird der Krafteingangskolben 84 der Gehäuselängsachse C
in 1 nach links verschoben. Mit diesem verschiebt
sich der Simulatorkolben 86 nach links, wobei die Pedalgegenkraft-Druckkammer 90 in
ihrem Volumen reduziert wird. Entsprechend wirkt die Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung
entgegen. Über
den Positionssensor 96 wird die Bewegung des Krafteingangskolbens 84 erfasst
und an eine nicht gezeigte elektronische Steuereinheit in Form eines
entsprechenden elektronischen Signals übermittelt. Dieses steuert
nach Maßgabe
der erfassten Bewegung Pumpen an, so dass es zu einem Druckaufbau kommt.
In Abhängigkeit
von der über
den Positionssensor 96 erfassten Pedalbetätigung wird
dann der entsprechend aufgebaute Hydraulikdruck den Servokammern 47 und 49 zwischen
den Druckkolben 20 und 24 und den Stützkolben 32 und 34 zugeführt. In Folge
der Beaufschlagung der Servodruckkammern 47 und 49 werden
die Druckkolben 20 und 24 in 1 entlang
der Bohrungslängsachsen
A und B nach links verlagert, so dass in den Druckkammern 17 und 19 ein
entsprechender Hydraulikdruck aufgebaut wird. Dieser wird über Fluidleitungen
zu Radbremseinheiten über tragen,
so dass diese das Fahrzeug verzögern.
Die Bewegung des Krafteingangskolbens 84 wird über die
Kopplungsstange 82 und den Übertragungskolben 80 auf
den Zwischenkolben 72 übertragen.
Dieser kann entgegen die Federkraft der Vorspannfeder 70 unter
Verkleinerung des Spiels s innerhalb des Übertragungsglieds 52 verlagert
werden, ohne dass eine Bremskraft unmittelbar mechanisch auf die
Kolbenanordnungen 28 und 30 übertragen wird, so dass sich
diese mechanische verlagern. Es ist also eine mechanisch entkoppelte
Ansteuerung der Radbremseinheiten möglich.
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In
einer Notbetriebssituation, in der eine Hydraulikversorgung der
Servokammern 47 und 49 oder/und der Radbremseinheiten
unterbleibt, beispielsweise weil eine Pumpe ausgefallen ist, unterbleibt
auch eine entsprechende servodruckbetätigte Verlagerung der Druckkolben 20 und 24.
Dies bedeutet, dass bei einer Bremspedalbetätigung der Zwischenkolben 74 unter
Verkleinerung des Spiels s immer weiter in den napfförmigen Ansatz 58 des Übertragungsglieds 52 eindringt,
bis sich der Zwischenkolben schließlich an deren Grund 68 anlegt.
Sodann besteht eine direkte mechanische Kopplung zwischen dem Übertragungsglied 52 und
dem Bremspedal unter Vermittlung des Krafteingangskolbens 84 und
des Kontaktstößels 78.
Jedes weitere Niederdrücken
des Bremspedals wird sodann über
das Übertragungsglied 52 in
gleicher Weise auf die beiden Kolbenanordnungen 28 und 30 übertragen,
so dass sich diese entlang der Bohrungslängsachsen A und B in 1 nach
links verlagern. Um eine derartige direkte mechanische Betätigung möglichst
widerstandsfrei zu gestalten, wird die Pedalgegenkraft-Druckkammer 90 von
der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung fluidisch wirkungslos
geschaltet, so dass keine Pedalgegenkraft erzeugt wird.
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Für den Fall,
dass sich das Übertragungsglied 52 innerhalb
der Übertragungskammer 54 verklemmt,
so dass das Übertragungsglied 52 in
dem zweiten Gehäuseteil 42 fest
sitzt und nicht verlagert werden kann, wird infolge der Bremspedalbetätigung die
Kraft der Vorspannfeder 70 überwunden, so dass das Spiel
s verkleinert wird. Diese Pedalbetätigung wird in an sich bekannter
Weise über
den Positionssensor 96 erfasst, so dass nach Maßgabe der
erfassten Pedalbetätigung
Druckfluid in die Druckkammern 47 und 49 eingespeist
und so "synthetisch" eine Bremswirkung
erzielt werden kann.
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3 und 4 zeigen
eine gegenüber
der ersten Ausführungsform
gemäß 1 und 2 abgewandelte
zweite Ausführungsform.
Zur Vermeidung von Wiederholungen werden für gleichartige oder gleichwirkende
Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet, wie mit Bezug
auf 1 und 2, jedoch mit dem Kleinbuchstaben "a" nachgestellt. Die Ausführungsform
gemäß 3 und 4 unterscheidet
sich von der Ausführungsform
gemäß 1 und 2 im
Wesentlichen darin, dass neben dem Spiel s zwischen dem Zwischenkolben 72a und dem
durch den abgestuften Grund 68a des Übertragungsglieds 52a gebildeten
Anschlag ein weiteres Spiel x zwischen dem Übertragungsglied 52a und den
freien Enden der Kolbenfortsätze 32a und 34a der
Kolbenanordnungen 28 und 30a vorgesehen ist.
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Auch
das Übertragungsglied 52a ist
strukturell etwas anders ausgebildet als bei der ersten Ausführungsform
gemäß 1 und 2.
Es nimmt zwar auch in einer entsprechenden Vertiefung den Zwischenkolben 72a auf,
der in Richtung der Längsachse
C gegen die Federkraft der Vorspannfeder 70a verlagerbar
ist. Jedoch weist der Zwischenkolben 72a keine Aufnahmeöffnung zum
Aufnehmen des freien Endes des Kontaktstößels 78a auf. Auch
der Ansatz 58a ist etwas kürzer ausgebildet, dient jedoch gleichermaßen zur
Positionierung der Pedalrückstellfeder 66a.
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Im
Normalbetrieb funktioniert die Ausführungsform gemäß 3 und 4 wie
folgt. Bei einer Bremspedalbetätigung
wird schließlich
das Übertragungsglied 52a gegen
die Wirkung der Pedalrückstellfeder 66a unter
Reduzierung des Spiels x in 4 nach links
verlagert. Es kommt jedoch im Normalbetrieb nicht zu einem Kontakt
zwischen den freien Enden der Kolbenfortsätze 32a und 34a,
da diese durch Beschickung der Servokammern 47a und 49a im
Gehäuse 12a bremswirksam
verlagert werden. Während
eines solchen Normalbetriebs bleibt das Spiel s im Wesentlichen
unverändert,
da die Federhärte
der Vorspannfeder 70a erheblich größer ist als die Federhärte der
Pedalrückstellfeder 66a.
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Für den Fall,
dass sich das Übertragungsglied 52a innerhalb
der Übertragungskammer 54a verklemmt,
so dass das Übertragungsglied 52a in dem
zweiten Gehäuseteil 42a fest
sitzt und das Spiel x nicht reduziert werden kann, wird infolge
der Bremspedalbetätigung
die Kraft der Vorspannfeder 70a überwunden, so dass das Spiel
s verkleinert wird. Diese Pedalbetätigung wird in an sich bekannter
Weise über
den Positionssensor 96a erfasst, so dass nach Maßgabe der
erfassten Pedalbetätigung
Druckfluid in die Druckkammern 47a und 49a eingespeist werden
kann und so "synthetisch" eine Bremswirkung
erzielt werden kann.
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Für den Fall,
dass die servounterstützte Bremskrafterzeugung
nicht mehr möglich
ist, beispielsweise weil eine Servopumpe ausfällt oder dergleichen, können die
Servokammern 47a und 49a nicht mit Druckfluid
beschickt werden. In einer derartigen Notbetriebssituation wird
bei Betätigung
des Bremspedals das Übertragungsglied 52a zunächst gegen
die Wirkung der Rückstellfeder 66a in 3 und 4 nach
links verlagert, bis das Spiel x auf 0 reduziert ist. In der Folge
ist das Übertragungsglied 52a unmittelbar
mechanisch mit den freien Enden der Kolbenfortsätze 32a und 34a verbunden.
Eine weitere Verlagerung des Kontaktstößels 78a führt neben einer
Reduzierung des Spiels s auch zu einer synchronen Verlagerung der
Kolbenanordnungen 28a und 30a unter Erzielung
einer Bremswirkung. Wenn schließlich
auch das Spiel s auf 0 reduziert wurde, dann ist das Bremspedal
unmittelbar mechanisch mit den Kolbenanordnungen 28a und 30a gekoppelt,
so dass jede weitere Pedalbetätigung
unmittelbar auf die Kolbenanordnungen 28a und 30a bremswirksam übertragen
wird.
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Durch
die in den oben gezeigten Ausführungsbeispielen
gewählte
Anordnung der Pedalrückstellfeder 66 bzw. 66a in
der Übertragungskammer 54 bzw. 54a lässt sich
die gesamte Hauptbremszylinderanordnung 10 bzw. 10a gegenüber dem
Stand der Technik erheblich kompakter gestalten. Es ist nicht mehr
erforderlich, die Pedalrückstellfeder
pedalnah bzw. nahe dem Krafteingangskolben anzuordnen und diese
durch zusätzliche
Komponenten, wie beispielsweise einen Gummibalg oder dergleichen staubdicht
zu kapseln.