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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Bremskrafterzeuger für
eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Verstärkergehäuse,
einer in dem Verstärkergehäuse angeordneten pneumatischen
Kammeranordnung, bei der über eine bewegliche Wand eine
Arbeitskammer von einer Unterdruckkammer getrennt ist, einem Steuerventil,
das ein Steuerventilgehäuse aufweist, das mit der beweglichen
Wand zur gemeinsamen Bewegung entlang einer Längsachse in
dem Verstärkergehäuse gekoppelt ist, einem Krafteingangsglied
und einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung, wobei
das Steuerventil ein erstes Ventilglied und ein zweites Ventilglied
zum wahlweisen Verbinden und Trennen der Arbeitskammer und der Unterdruckkammer
mittels der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung
aufweist.
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Ein
derartiger Bremskrafterzeuger ist bereits aus dem Stand der Technik
bekannt. So zeigt das Dokument
DE 198 02 847 A1 einen Bremskrafterzeuger,
bei dem das Steuerventil an sich zweigeteilt ist. Ein erster Teil
des Steuerventils ist in herkömmlicher Weise über
eine mechanische Betätigung des Krafteingangsglieds bei
jeder Verlagerung desselben ansteuerbar. Ferner umfasst das Steuerventil
auch noch eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung
mit einem Spulenkörper und einem Anker, wobei diese in
dem Steuerventilgehäuse in axialer Richtung schwimmend
gelagert sind. Wie angedeutet, wird bei jeder Betätigung
des Krafteingangsglieds durch eine Bremspedalbetätigung
der Bremskrafterzeuger von dem Fahrer betätigt. Daneben
ist auch eine rein elektromagnetische Betätigung möglich,
wenn der Fahrer das Bremspedal nicht betätigt.
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Es
hat sich jedoch gezeigt, dass in vielen Bremssituationen die Betätigung
des Bremspedals durch den Fahrer oftmals ungeeignet ist, um unmittelbar
aus dieser ein optimales Bremsverhalten eines Kraftfahrzeugs zu
anzuleiten. Häufig betätigen Kraftfahrzeugfahrer
das Bremspedal zu stark oder zu schwach, um in einer bestimmten
Bremssituation eine optimale Abbremsung des Fahrzeugs zu erreichen,
für die beispielsweise die Griffigkeit des Fahrbahnuntergrunds
ebenso berücksichtigt werden muss wie die Fahrzeuggeschwindigkeit
und die tatsächlich erforderliche Bremsintensität.
Aufgrund einer derartigen unangemessenen Bremspedalbetätigung
kann es zu nicht zufriedenstellenden Bremsergebnissen, insbesondere
zu Unfällen kommen. Um diesem Problem zu begegnen, wurden
in der Vergangenheit häufig Fahrassistenzsysteme eingesetzt,
wie beispielsweise automatische Abstandshaltevorrichtungen, elekt ronische
Bremsassistenten oder dergleichen, die nach Maßgabe bestimmter
Parametern, wie beispielsweise einem elektronisch erfassten Abstand
zum vorausfahrenden Fahrzeug oder eine bestimmte Art und Weise der
Bremspedalbetätigung, den Intensitätsgrad einer
erforderlichen Bremse ermitteln und erforderliche Maßnahmen
einleiten, um die Bremsung mit optimalem Ergebnis durchzuführen.
Gerade bei solchen Bremssystemen ist es erforderlich, das Bremspedal
vom nachfolgenden Bremssystem mechanisch abzukoppeln, um ein etwaiges Fehlverhalten
des Fahrers ohne Einfluss auf das Bremssystem zu lassen. Andererseits
ist es aber erforderlich, in bestimmten Notbetriebssituationen,
in denen derartige Fahrassistenzsysteme ausgefallen sind, eine rein
mechanische Betätigung der Bremse zu ermöglichen.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bremskrafterzeuger
der eingangs bezeichneten Art so weiterzubilden, dass dieser zusammen
mit Fahrassistenzsystemen eingesetzt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Bremskrafterzeuger der eingangs bezeichneten
Art gelöst, bei dem vorgesehen ist, dass das Steuerventil
einen Betätigungskolben aufweist, der nach Überbrückung
eines Leerwegs mit dem Krafteingangsglied zur mechanischen Betätigung
des Steuerventils koppelbar ist.
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Im
Unterschied zum Stand der Technik sieht die Erfindung vor, dass
das Krafteingangsglied von dem Steuerventil solange mechanisch entkoppelt
ist, solange der Leerweg noch nicht überschritten ist. Vielmehr
wird eine Betätigung des Krafteingangsglieds durch den
Fahrer bei einer Bremspedalbetätigung sensorisch erfasst
und elektronisch ausgewertet. Das Steuerventil kann dann über
die elektromagnetische Betätigungseinrichtung nach Maßgabe
der erfassten Pedalbetätigung aber auch unter Berücksichtigung
sonstiger Parameter angesteuert werden. Damit der Fahrer eine übliche
Pedalcharakteristik verspürt, kann eine Pedalgegenkraftsimulationsanordnung
vorgesehen sein. Diese kann rein mechanisch aufgebaut sein oder
auch hydraulische oder pneumatische Funktionskomponenten aufweisen.
In einem Notfallbetrieb, in dem die elektromagnetische Betätigungseinrichtung
nicht ordnungsgemäß funktioniert, beispielsweise
dann, wenn ein Teil der Bordelektronik des Fahrzeugs ausgefallen
ist, kann der Leerweg infolge einer Verlagerung des Krafteingangsglieds
durchlaufen werden, bis es zu einer mechanischen Kopplung von Krafteingangsglied
und Betätigungskolben kommt. In der Folge kann das Steuerventil
dann rein mechanisch betätigt werden, wie beispielsweise
aus dem Stand der Technik gemäß Dokument
DE 198 02 847 A1 bekannt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Betätigungskolben
in dem Steuerventilgehäuse in Richtung der Längsachse
geführt ist. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein,
dass der Betätigungskolben wenigstens zwei Führungsarme
aufweist, über die er in dem Steuerventilgehäuse geführt
ist. Die Führungsarme sowie das Steuerventilgehäuse
können entsprechende Führungsflächen aufweisen,
die eine reibungsarme klemmfreie Führung in dem Steuerventilgehäuse
ermöglichen.
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Ferner
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der
Betätigungskolben relativ zu dem Steuerventilgehäuse
dichtend geführt ist. Dies ist erforderlich, um die verschiedenen
Kammern, Unterdruckkammer und Arbeitskammer entsprechend zueinander
abzudichten.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Betätigungskolben
mit einem umlaufenden Kragen versehen ist, der einen ersten Ventilsitz
zusammen mit dem ersten Ventilglied bildet, wobei der erste Ventilsitz
zum wahlweisen Verbinden oder Trennen der Arbeitskammer mit der
Umgebungsatmosphäre ausgebildet ist. Dieser Ventilsitz
kann dann durch die elektromagnetische Betätigungseinrichtung
oder im Notbetriebsfall durch rein mechanische Betätigung
geöffnet oder geschlossen werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Ventilglied
vermittels einer Spreizfeder in dichtende Anlage mit dem umlaufenden
Kragen des Betätigungskolbens vorgespannt ist.
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Um
eine definierte Ausgangsstellung gewährleisten zu können,
sieht eine Ausführungsvariante der Erfindung vor, dass
der Betätigungskolben mittels einer Rückstellfeder
in Anlage mit einem in dem Steuerventilgehäuse festgelegten
Anschlagelement vorgespannt ist. Das Anschlagelement kann durch
Presssitz oder zusätzliche Hilfskomponenten in dem Steuerventilgehäuse
festgelegt werden, es ist aber auch möglich, dieses mit
Rastnasen an bestimmten Steuerventilgehäuseabschnitten
festzulegen. In bestimmten Ausführungsvarianten der Erfindung
kann ein Übertragungskolben vorgesehen sein, der zur gemeinsamen
Bewegung mit dem Krafteingangsglied gekoppelt ist, wobei der Übertragungskolben
eine Anschlagformation aufweist, die nach Überbrückung
des Leerwegs in gegenseitige Anlage mit einer korrespondierenden
Gegenanschlagformation am Betätigungskolben gelangt.
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Vorzugsweise
kann vorgesehen sein, dass die elektromagnetische Betätigungseinrichtung
einen Spulenkörper und einen relativ zu diesem beweglichen
Anker auf weist, wobei Spulenkörper und Anker in dem Steuerventilgehäuse
in axialer Richtung schwimmend gelagert sind.
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In
diesem Zusammenhang ist es ferner möglich, dass zwischen
dem Anker und dem ersten Ventilglied des Steuerventils eine relativ
zu dem Steuerventilgehäuse verlagerbare Betätigungshülse
vorgesehen ist, über die sich der Anker bei einer Betätigung
des Steuerventils über die elektromagnetische Betätigungseinrichtung
an dem ersten Ventilglied abstützt und dieses je nach Verlagerung
des Ankers auch verlagert.
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Die
Erfindung kann ferner vorsehen, dass das Steuerventilgehäuse
einen ersten Bereich aufweist, in dem das erste Ventilglied angeordnet
ist, und einen zweiten Bereich aufweist, in dem der Spulenkörper
und der Anker sowie das zweite Ventilglied angeordnet sind, wobei
der erste Bereich von dem zweiten Bereich durch eine Trennwand voneinander getrennt
sind. Hierdurch lässt sich das Steuerventil modular aufbauen,
was die Gesamtmontage vereinfacht. Die Trennwand kann dazu dienen,
um den Betätigungskolben zu führen. Sie kann darüber
hinaus als Abstützung für die Rückstellfeder
dienen. Auch kann das vorstehend genannte Anschlagelement an der
Trennwand beispielsweise durch Verrastung angebracht werden.
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Ferner
kann im Zusammenhang mit der Trennwand vorgesehen sein, dass diese
wenigstens einen Durchbruch aufweist, durch welchen die Betätigungshülse
hindurch geführt ist. So kann der Betätigungskolben
einzelne Arme aufweisen, die durch korrespondierende Durchbrüche
in der Trennwand hindurchreichen und so eine Betätigung
des Steuerventils am ersten Ventilglied ermöglichen. Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an dem zweiten Ventilglied
ein zweiter Dichtsitz zum wahlweisen Verbinden und Trennen der Arbeitskammer
und der Unterdruckkammer vorgesehen ist, wobei der zweite Dichtsitz
durch Betätigen der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung
schließbar ist. Der zweite Dichtsitz ist aber auch bei
der rein mechanischen Betätigung des Steuerventils in Nordbetriebsfall über das
Krafteingangsglied schließbar.
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Erfindungsgemäß kann
ferner vorgesehen sein, dass das erste oder/und das zweite Ventilglied mit
einem Gummikörper und einer darin eingebetteten Verstärkungsscheibe
ausgebildet ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden
Figuren erläutert. Es stellen dar:
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1 eine
achsenthaltende Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Bremskrafterzeugers;
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2 eine
Seitenansicht eines Betätigungskolbens gemäß 1;
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3 eine
achsenthaltende Schnittansicht des Betätigungskolbens aus 2;
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4 eine
Draufsicht auf den Betätigungskolben gemäß 2;
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5 eine
Vorderansicht des Betätigungskolbens aus 2;
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6 eine
achsenthaltende Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung; und
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7 eine
achsenthaltende Schnittansicht einer dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßer Bremskrafterzeuger in einer
achsenthaltenden Schnittansicht entlang der Längsachse
A gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Dieser weist
ein Steuerventil 12 mit einem Steuerventilgehäuse 14 auf.
Das Steuerventilgehäuse 14 erstreckt sich entlang
der Längsachse A und ist in seinem in 1 linken
Ende durch ein Verschlusselement 16 verschlossen.
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In
das Steuerventilgehäuse 14 ragt von rechts ein
Krafteingangsglied 18 hinein, das in einem Aufnahmeabschnitt 20 eines Übertragungskolbens 22 mit
einem Kugelkopf aufgenommen ist. Der Übertragungskolben 22 erstreckt
sich zusammen mit dem Krafteingangsglied 18 entlang der
Längsachse A durch das Steuerventilgehäuse 14 hindurch.
Dabei ist der Übertragungskolben 22 mit seinem
zylindrischen Schaftabschnitt in einer Trennwand 24 und
mit seinem in 1 linken Ende in einem Führungsbereich
des Verschlusselements 16 geführt.
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Mit
seinem in 1 linken Ende wirkt der Übertragungskolben 22 mit
einer nicht gezeigten Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung zusammen. Das
Steuerventilgehäuse 14 überträgt
mittels des Verschlusselements 16 eine erzeugte Ausgangskraft an
ein Bremssystem, insbesondere an eine Bremszylinderanordnung.
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Die
oben genannte Trennwand 24 trennt das Steuerventil 12 in
zwei Abschnitte. Im rechten Bereich des Steuerventils 12 ist
ein Ventilglied 30 vorgesehen. Das Ventil glied 30 umfasst
ein Ventilelement 32, das sich aus einem Gummikörper 34 und
einer in dieser angeordneten Verstärkungsscheibe 36 zusammensetzt.
Die Verstärkungsscheibe 36 ragt nach radial innen
aus dem Gummikörper 34 vor. Das Ventilelement 32 ist
in einem Ventilelementträger 38 aufgenommen, der
ein zweites Teil des Ventilglieds 30 bildet. Der Ventilelementträger 38 ist
hülsenförmig ausgebildet und nimmt über
einen radial äußeren zylindrischen Abschnitt das
Ventilelement 32 auf. Er besitzt einen umlaufenden Kragen 40,
an dem dichtend das Ventilelement 32 anliegt. Ferner umfasst
der Ventilelementträger 38 einen zylindrischen
Abschnitt 42, über den der Ventilelementträger 38 in
einer Anschlaghülse 44 geführt ist.
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Die
Anschlaghülse 44 weist in ihrem radialen Außenumfangsbereich
eine Ausnehmung auf, in der ein Dichtelement 46 aufgenommen
ist, so dass diese dichtend in dem Steuerventilgehäuse 14 ausgenommen
ist. Die Anschlaghülse 44 wirkt mit einem ebenfalls
im Steuerventilgehäuse 14 aufgenommenen Halteelement 48 zusammen.
Der Ventilelementträger 38 ist über eine
Spreizfeder 50 relativ zu der Anschlaghülse 44 in
axialer Richtung vorgespannt. Es ist anzumerken, dass zwischen der
Anschlaghülse 44 und dem Halteelement 48 ein
nach radial einwärts ragendes Dichtelement 52 aufgenommen
ist, das dichtend an dem zylindrischen Abschnitt 42 des
Ventilelementträgers 38 angereift.
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Wie üblich,
ist auch bei dem erfindungsgemäßen Bremskrafterzeuger
10 das
Steuerventil
12 in einem nicht gezeigten Verstärkergehäuse
angeordnet, wobei das Steuerventilgehäuse
14 mit
einer ebenfalls nicht gezeigten beweglichen Wand gekoppelt ist,
die eine Unterdruckkammer von einer Arbeitskammer trennt. Diesbezüglich
entspricht der Aufbau dem des eingangs gewürdigten Stands
der Technik gemäß Dokument
DE 198 02 847 A1 .
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Der
Gummikörper 34 des Ventilelements 32 wirkt
mit einem Dichtsitz 56 zusammen, der in Form eines Kragens
an einem Betätigungskolben 58 ausgebildet ist.
Der Dichtsitz 56 trennt die Arbeitskammer von der Umgebungsatmosphäre.
Man erkennt, dass der Dichtsitz 56 etwa den gleichen Durchmesser
hat, wie der ringförmige Kragen 40, der dichtend mit
dem Ventilelement 32 in Eingriff steht. Wie erwähnt,
ist Dichtsitz 56 ist an dem hülsenförmigen
Betätigungskolben 58 ausgebildet.
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Der
Betätigungskolben 58 ist im Einzelnen in den 2 bis 5 in
verschiedenen Ansichten gezeigt. Er weist nach radial außen
vorstehende Arme 60 auf, die zylindrische Außenumfangsabschnitte aufweisen
und mit denen er in dem Steuerventilgehäuse 14 in
axialer Richtung reibungsarm und verschiebbar geführt ist.
Die Außenumfangsabschnitte kommen in der Ausgangsstellung
gemäß 1 in Anlage mit der Anschlaghülse 44.
Ferner weist der Betätigungskolben 58 einen zylindrischen
Abschnitt 62 auf, auf den eine Außenhülse 64 aufgesteckt
ist. Die Außenhülse 64 dient einerseits
zum Fixieren eines Dichtelements 66. Andererseits dient
die Außenhülse 64 dazu, eine Rückstellfeder 68 zu
führen, wobei sich die Rückstellfeder 68 einenends
an der Trennwand 24 und anderenends an der Außenhülse 64 abstützt.
Man erkennt in 2 bis 5, dass
der Betätigungskolben 58 mehrere Zwischenräume
und axial Durchlässe aufweist, um einen Druckausgleich zu
ermöglichen. Der hülsenartige Betätigungskolben 58 weist
in seinem zylindrischen Abschnitt 62 einen radial einwärts
vorspringenden Kragen 70 auf. Dieser Kragen 70 dient
als Anschlag für eine Schulter 72 am Aufnahmeabschnitt 20 des Übertragungskolbens 22.
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In
der Ausgangsstellung gemäß 1 ist der Kragen 70 von
der Schulter 72 in einem Abstand x angeordnet. Aufgrund
der Federkraft der Rückstellfeder 68 wird der
Betätigungskolben 58 in Anlage mit der Anschlaghülse 44 gedrückt. Über
die Spreizfeder 50 ist das Ventilelement 32 in
dichtende Anlage mit dem Ventilsitz 56 vorgespannt.
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In
der Trennwand 24 sind eine Reihe von Durchbrüchen 74 vorgesehen,
durch die sich Arme 76 einer Betätigungshülse 78 hindurch
erstrecken. Die Betätigungshülse 78 ist
fest mit einem Anker 80 verbunden. Der Anker 80 ist
Teil einer elektromagnetischen Betätigungsanordnung 82.
Zu dieser gehört gleichsam ein Spulenkörper 84,
der relativ zu dem Anker 80 in axialer Richtung verlagerbar
ist. Der Anker 80 und der Spulenkörper 84 sind
in dem Steuerventilgehäuse 14 in axialer Richtung
schwimmend gelagert. Mit dem Anker 80 ist eine Ankerhülse 86 fest
verbunden, die zur Kopplung mit der Betätigungshülse 78 dient.
An dem Spulenkörper 84 ist ein zweiter Ventilsitz 88 ausgebildet,
der mit einem zweiten Ventilelement 90 zusammenwirkt.
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Das
zweite Ventilelement 91 besitzt im Wesentlichen identischen
Aufbau zum ersten Ventilelement 32, das heißt
es besitzt einen Gummikörper und eine darin eingebettete
nach radial einwärts vorragende Verstärkungsscheibe. Über
die Verstärkungsscheibe ist das Ventilelement 91 auf
einer Trägerhülse 92 verlagerbar geführt,
wobei die Trägerhülse 92 über
eine Vorspannfeder 94 in 1 nach rechts
von dem Verschlusselement 16 vorgespannt ist. Die Trägerhülse 92 trägt
darüber hinaus ein Halteelement 96, das an seinem
Außenumfangsbereich in einem entsprechenden Profil ein
Dichtelement 98 aufnimmt, das in dichtender Anlage mit
dem Verschlusselement 16 steht. Das Halteelement 96 weist
ebenfalls einen umlaufenden Kragen 100 auf, der durch die
Federkraft der Vorspannfeder 94 in dichtender Anlage mit dem
Gummikörper des zweiten Ventilelements 90 gehalten
wird.
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Das
zweite Ventilelement 91 bildet zusammen mit dem Halteelement 96 ein
zweites Ventilglied 102.
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An
dem Verschlusselement 16 ist ein weiterer umlaufender Kragen 104 vorgesehen.
Dieser dient als Dichtsitz, wenn das Ventilelement 91 über den
Anker 80 nach links verschoben wird. Der Dichtsitz 104 sorgt
für eine Abdichtung zwischen der Arbeitskammer und der
Unterdruckkammer.
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Im
Folgenden soll die Funktionsweise des erfindungsgemäßen
Bremskrafterzeugers 10 mit dem Steuerventil 12 erläutert
werden. Hierzu wird zwischen verschiedenen Betriebssituationen unterschieden,
nämlich einem Ausgangszustand gemäß 1, einer
rein elektromagnetischen Betätigung durch Ansteuern der
elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 82 nach
Maßgabe einer Bremspedalbetätigung oder über
ein Fahrassistenzsystem und einer rein mechanischen Betätigung
durch Aufbringen einer Betätigungskraft F bei Ausfall der
elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 82.
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1.) Ausgangsstellung:
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In
der in 1 gezeigten Ausgangsstellung wird über
den Bremskrafterzeuger 10 keine Bremskraft erzeugt.
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Der
Dichtsitz 56 zwischen der Arbeitskammer und der Umgebungsatmosphäre
ist geschlossen. Der Dichtsitz 104 zwischen der Arbeitskammer und
der Unterdruckkammer ist geöffnet. Die gesamte Anordnung
befindet sich in einem im wesentlichen druckausgeglichenen Zustand.
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2.) Normalbetrieb – Betätigung
durch das Bremspedal:
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Bei
einer Betätigung des Bremspedals wird das Krafteingangsglied 18 in 1 entlang
der Längsachse A nach links verschoben. Diese Bremspedalbetätigung
wird elektronisch mittels geeigneter Sensoren erfasst und nach Maßgabe
der Erfassung wird die elektromagnetische Betätigungsanordnung 82 angesteuert.
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Wie
vorstehend bereits erwähnt, sind sowohl der Spulenkörper 84 als
auch der Anker 80 schwimmend in axialer Richtung in dem
Steuerventilgehäuse 14 gelagert. Aufgrund der
Bestromung der in dem Spulenkörper 84 aufgenommenen
Spule bewegt sich zunächst der Spulenkörper 84 in 1 nach
links, der Anker 80 in 1 nach rechts.
Der Anker 80 stützt sich über die Betätigungshülse 78 an
dem Ventilglied 32 ab, das über die Spreizfeder 50 in
der in 1 gezeigten Stellung gehalten wird. Da die Spreizfeder 50 wesentlich
stärker ausgebildet ist, als die Vorspannfeder 94 wird
aufgrund der Relativbewegung zwischen dem Spulenkörper 84 und
dem Anker 80 das Ventilelement 91 über
den Kragen 88 in 1 nach links
bewegt, bis sich das Ventilelement 91 an den Dichtsitz 104 anlegt.
Somit wird die fluidische Verbindung zwischen der Arbeitskammer
und der Unterdruckkammer durch Schließen des Dichtsitzes 104 geschlossen.
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In
der Folge kann sich der Spulenkörper 84 aufgrund
des am Dichtsitz 104 anliegenden Ventilglieds 91 nicht
weiter nach links bewegen. Die fortdauernde Bestromung der Spule
des Spulenkörpers 84 führt daher dazu,
dass sich der Anker 80 in 1 weiter
nach rechts bewegt und über die Ankerhülse 86 und
die Betätigungshülse 76 das Ventilelement 32 in 1 nach
rechts drückt. In der Folge wird der Dichtsitz 56 zwischen
der Arbeitskammer und der Umgebungsatmosphäre geöffnet,
so dass sich in der Arbeitskammer gegenüber der Unterdruckkammer ein Überdruck
aufbauen kann, der zu einer Druckdifferenz an der nicht gezeigten
beweglichen Wand führt. Dadurch kann das Steuerventilgehäuse 14 in 1 nach
links verlagert werden, so dass eine Bremskraft aufgebaut wird,
die über das Steuerventilgehäuse 14 auf
eine nicht gezeigte Bremszylinderanordnung übertragen wird.
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Durch
das Nachrücken des Steuerventilgehäuses 14 aufgrund
der Druckdifferenz an der beweglichen Wand, bewegt sich das Ventilglied 32 in Anlage
mit dem Dichtsitz 56, so dass es zu dem an sich bekannten
Gleichgewichtszustand kommen kann. Es wird eine der Bremspedalbetätigung
entsprechende Bremskraft bereitgestellt.
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Bei
einem hiervon ausgehenden stärkeren Niederdrücken
des Bremspedals ergeben sich dieselben Abläufe wie vorstehend
geschildert. Gibt der Fahrer hingegen das Bremspedal frei, so wird
die Bestromung der Spule innerhalb des Spulenkörpers 84 beendet,
so dass sich der Bremskrafterzeuger 10 wieder in die in 1 gezeigte
Ausgangsstellung zurück bewegen kann. Aufgrund des geöffneten
Ventilsitzes 104 kann es dann wieder zu einem Druckausgleich
zwischen Arbeitskammer und Unterdruckkammer kommen.
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Während
dieses Betriebs kommt es niemals zu einem Kontakt zwischen der Schulter 72 und
dem Kragen 70, so dass das Bremspedal stets mechanisch
von dem Bremskrafterzeuger entkoppelt ist. Es wird also keine Bremskraft über
den Übertragungskolben 22 zum Bremssystem übertragen.
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3.) Normalbetrieb – rein elektromagnetische
Betätigung durch Ansteuern der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung
ohne Bremspedalbetätigung:
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Die
Erfindung ermöglicht auch eine rein elektromagnetische
Betätigung, ohne dass das Bremspedal betätigt
wird und das Krafteingangsglied 18 vom Fahrer bewegt wird.
Die Ansteuerung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 82 erfolgt
in gleicher Weise, wie vorstehend mit Bezug auf 1 beschrieben,
nur mit dem Unterschied, dass die Ansteuerung eben nach Maßgabe
beispielsweise eines Fahrassistenzprogramms durchgeführt
wird.
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4.) Notfallbetrieb – Ausfall
der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung:
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Sollte
einmal im Betrieb des Fahrzeugs die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 82 nicht mehr
ordnungsgemäß funktionieren, beispielsweise weil
ein Teil der Fahrzeugbordelektronik ausgefallen ist, so kann mit
dem erfindungsgemäßen Bremskrafterzeuger 10 immer
noch rein mechanisch gebremst werden.
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Dies
geschieht dadurch, dass das Krafteingangsglied 18 über
das Bremspedal soweit verlagert wird, bis schließlich das
Spiel x gemäß 1 überwunden
wird. Sodann legt sich die Schulter 72 an den Kragen 70 an.
In der Folge wird der Betätigungskolben 58 entgegen
in die Federkraft der Rückstellfeder 68 zusammen
mit dem Dichtsitz 56 in 1 nach links
verlagert, wobei sich das Ventilelement 32 zunächst
mit diesem Dichtsitz mit verlagert. Diese Nachruck-Bewegung des
Ventilelements 32 in 1 nach links
rührt daher, dass die Spreizfeder 50 stärker
ausgebildet ist, als die Vorspannfeder 94. Wegen der größeren
Federkraft der Spreizfeder 50 wird diese Bewegung über
die Betätigungshülse 76 auf den Spulenkörper 84 (und
den Anker 80) nach links unter Komprimierung der Vorspannfeder 94 übertragen, bis
sich das Ventilelement 91 an den Dichtsitz 104 anlegt.
Dadurch wird die Verbindung zwischen der Unterdruckkammer und der
Arbeitskammer unterbrochen.
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Jede
weitere Betätigung des Bremspedals 18 in 1 nach
links führt nun dazu, dass der Ventilsitz 56 unter
Komprimierung der Rückstellfeder 68 geöffnet
wird, so dass es zu einem Druckaufbau an der beweglichen Wand kommen
kann.
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Darüber
hinaus kann selbst in einem Fall, in dem auch keine Druckdifferenz
an der beweglichen Wand aufgebaut werden kann, das System bremswirksam
betrieben werden. In diesem Fall wird die über das Bremspedal
auf das Krafteingangsglied 18 ausgeübte Betätigungskraft
unmittelbar über den Übertragungskolben 22 auf
die Bremszylinderanordnung übertragen, sobald das Spiel
x durchlaufen wurde und die Rückstellfeder 68 so
weit komprimiert wurde, bis sich die Außenhülse 64 an
die Trennwand 24 anlegt. Jede weitere Bewegung des Krafteingangsglieds 18 wird
dann – in Folge des ausgeschalteten Zustands der nicht
gezeigten Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung – unmittelbar
auf die Bremszylinderanordnung übertragen.
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Wird
das Bremspedal in einem solchen Notfallbetrieb wieder freigegeben,
so bewegt sich das Ventil in die in 1 gezeigte
Ausgangsstellung in umgekehrter Reihenfolge über die vorstehend
beschriebenen Betriebsphasen zurück.
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6 zeigt
nun eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Zur Vermeidung
von Wiederholungen und zur Vereinfachung der Beschreibung soll lediglich
auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform eingegangen
werden, wobei dieselben Bezugszeichen für gleichartige
oder gleichwirkende Komponenten verwendet werden, jedoch mit dem kleinen
Buchstaben „a" nachgestellt.
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Die
Ausführungsform gemäß 6 unterscheidet
sich von der Ausführungsform gemäß 1 lediglich
im rechten Bereich des Bremskrafterzeugers 10a. Der Betätigungskolben 58a erfüllt
an sich dieselbe Funktion wie der Betätigungskolben 58 gemäß 1,
ist jedoch dichtend in dem Steuerventilgehäuse 14a geführt,
wofür eine zusätzliche Dichtung 67a vorgesehen
ist. Über die beiden Dichtungselemente 66a und 67a wird
ein Raum R hermetisch gegenüber der Arbeitskammer abgedichtet,
wobei dieser ständig mit der Atmosphäre in Verbindung steht,
dadurch wird erreicht, dass auf beiden Seiten und identischen Wirkflächen
des Steuerventils 12a Atmosphärendruck lastet,
um diese druckausgeglichen und damit reaktionskraftfrei zu halten.
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Die
Funktionsweise der zweiten Ausführungsform gemäß 6 ist
dieselbe, wie eingangs mit Bezug auf 1 beschrieben.
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7 zeigt
eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. Auch bei dieser werden dieselben Bezugszeichen für
gleichartige oder gleichwirkende Komponenten verwendet, jedoch mit
dem Buchstaben „b" nachgestellt. Wiederum werden nur die
Unterschiede zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen
beschreiben.
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Das
Steuerventil 12b gemäß 7 unterscheidet
sich von den vorangehenden Ausführungsbeispielen dadurch,
dass der Betätigungskolben 58b nicht in dem radial äußeren
Bereich des Steuerventilgehäuses 14b geführt
ist und hierfür entsprechende Arme aufweist. Stattdessen
ist die Trennwand 24b so ausgebildet, dass die Führungsflächen
für einen in radialer Richtung kleineren Betätigungskolben 58b aufweist.
Der Dichtsitz 56b ist nichtsdestotrotz in vergleichbarer
radialer Position angeordnet, wie bei den vorangehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
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Ferner
weist der Übertragungskolben 22b einen Anschlagflansch 72b,
der mit einer Anschlagstirnfläche 59b an dem Betätigungskolben 58b nach Überwindung
des Spiels x in Anlage bringbar ist.
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Darüber
hinaus ist festzustellen, dass der nun verkleinert ausgeführte
Betätigungskolben 58b über eine Rasthülse 61b mit
der Trennwand verastet ist, so dass die in 7 gezeigte
Axialposition des Betätigungskolbens 58b vorbestimmt
ist. Die Rasthülse 61b ist erforderlich, weil
keine Anlage mehr mit dem Anschlagelement 44b über
radial nach außen weisende Arme erfolgen kann.
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Die
Funktionsweise der dritten Ausführungsform gemäß 7 ist
dieselbe, wie eingangs mit Bezug auf 1 beschrieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19802847
A1 [0002, 0006, 0030]