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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Bremskraftverstärker, der einen Bremskreis-Hauptzylinder steuert, der mit einem Steuerstift verbunden ist, der durch das Bremspedal betätigt wird, der Folgendes umfasst:
- – einen Bremskraftverstärkerkörper, der einen Betätigungskolben aufnimmt, der durch einen Elektromotor translatorisch angetrieben wird und den Kolben des Hauptzylinders durch den Schubkolben mittels eines Hilfskolbens schiebt,
- – einen Tauchkolben, der in dem Hilfskolben gleitet und mit dem Steuerstift verbunden ist, der seinerseits mit dem Bremspedal verbunden ist,
- – wobei sich der Tauchkolben am Beginn einer normalen Bremsbetätigung entgegen der Gegenkraft einer Angriffsfeder über eine geringe Strecke frei vorwärts bewegt, ohne den Schubstift zu berühren, und im Fall einer sehr schnellen und kräftigen Betätigung des Bremspedals oder bei Ausfall des elektrischen Bremskraftverstärkers den Schubstift direkt schiebt,
- – wobei die Angriffsfeder den Tauchkolben in die Position des entlasteten Bremspedals am Ende einer Bremsbetätigung zurückstellt, indem er in Bezug auf den Hilfskolben zurückgeschoben wird.
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Stand der Technik
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Eine solche elektrische Servobremse 100A (3A, 3B), die aus einem Körper 1A gebildet ist, der mit einem Bremshauptzylinder und über einen Betätigungsstift 102A mit einem Bremspedal verbunden ist, wobei die Gesamtheit auf die Achse XX ausgerichtet ist und der Hauptzylinder mit dem Radbremskreis verbunden ist, ist bekannt. Der Körper 1A ist mit einem Elektromotor ausgerüstet, der zwei miteinander gekoppelte gerade Ritzel 2A, 2'A antreibt, die jeweils mit einer Zahnstange 3A, 3'A in Eingriff sind, die von einem in dem zylindrischen Aufnahmesitz 11A des Körpers 1A des Bremskraftverstärkers gleitenden Betätigungskolben 4 getragen wird. Der Betätigungskolben 4A nimmt einen Hilfskolben 6A auf, der den Schubstift 7A aufnimmt, der auf den Hauptzylinder wirkt. Der Kopf 71A des Stifts 7A befindet sich in einem Hohlraum 61A vor dem Hilfskolben 6A und trägt an seiner hinteren Fläche eine Reaktionsscheibe 72A. Der Hilfskolben 6A schiebt den Schubstift 7A, indem er sich auf der Reaktionsscheibe 72A abstützt. Der Hilfskolben 6A gleitet in dem Betätigungskolben 4A und nimmt seinerseits einen Tauchkolben 8A auf, der längs der Achse beweglich ist und wovon sich das vordere Ende 81A auf einem Zwischenkolben 82A abstützt, der sich gegenüber jenem Teil der Reaktionsscheibe 72A befindet, der zu der Achse XX benachbart ist. Der Tauchkolben 8A wird durch eine Angriffsfeder 9A, die sich auf dem Boden des hinteren Hohlraums 62A des Hilfskolbens 6A abstützt, nach hinten zurückgestellt. Der Hilfskolben 6A besitzt einen Kranz 63A, der sich vor dem Betätigungskolben 4A befindet und sich auf der Rückstellfeder 41A des Hilfskolbens abstützt.
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Unter normalen Betriebsbedingungen (3A) wird eine Betätigung des Bremspedals in eine Vorwärtsbewegung (Pfeil F1) des Steuerstifts 102A überführt, die von einem nicht gezeigten Verlagerungssensor detektiert wird, der den elektrischen Bremskraftverstärker 100A betätigt, der über Zahnstangen 3A, 3'A den Betätigungskolben 4A antreibt, der sich, indem er sich auf dem Kranz 63A abstützt, den Hilfskolben 6A antreibt, der über die Reaktionsscheibe 72A den Schubstift 7A und somit den Hauptzylinder schiebt. Diese Bewegung erfolgt unter Kompression der Rückstellfeder 41A.
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Unter außergewöhnlichen Betriebsbedingungen im Notfallmodus (3B) wird angenommen, dass der elektrische Bremskraftverstärker 100A ausgefallen ist und deswegen unbeweglich bleibt, derart, dass nur eine über das Bremspedal ausgeübte mechanische Wirkung die Notbremsung unter den folgenden Bedingungen ermöglicht: Der Steuerstift 102A bewegt sich vorwärts und schiebt den Tauchkolben 8A gegen die Reaktionsscheibe 72A, die somit den Schubstift 7A schiebt, der den Hauptbremszylinder betätigt, um den Druck in der Bremsflüssigkeit der Bremskreise aufzubauen.
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Das hintere Ende 83A des Tauchkolbens 8A stützt sich auf dem Hilfskolben 6A ab, der notwendig die Rückstellfeder 41A komprimieren muss. Für diese Notbremsbewegung muss daher die an dem Bremspedal aufgebaute Kraft die von der Abstützfeder 41A aufgebaute Kraft überwinden, um den Schubstift 7A vorwärts zu bewegen.
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Aufgabe der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen elektrischen Bremskraftverstärker zu entwickeln, der die Funktionsweise des Bremskraftverstärkers im Notfallmodus und bei einem Ausfall des elektrischen Bremskraftverstärkers zu verbessern ermöglicht, um die Kraft, die für die Ausführung der Notbremsung unabhängig von dem Bremskraftverstärker auszuüben ist, zu verringern.
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Darlegung und Vorteile der Erfindung
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Hierzu hat die Erfindung einen elektrischen Bremskraftverstärker des oben definierten Typs zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass er Folgendes umfasst:
- – eine Stützmuffe, die zwischen die Rückstellfeder des Betätigungskolbens und den Kolben eingefügt ist, wobei diese Muffe die Abstützung für eine Feder bildet, die außerdem gegen die vordere Fläche des hinteren Endes des Schubstifts wirkt, um diesen zum Boden des vorderen Hohlraums des Hilfskolbens zurückzuschieben,
- – wobei der Hilfskolben mit dem Betätigungskolben über eine Antriebsverbindung des Hilfskolbens durch den Betätigungskolben in Richtung der Betätigung des Bremskraftverstärkers verbunden ist, sich jedoch in der anfänglichen Betätigungsphase des Tauchkolbens weiterhin durch den Steuerstift frei vorwärts bewegen kann, ohne mit der Rückstellfeder verbunden zu sein.
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Dieser Bremskraftverstärker hat den Vorteil, die Kraft, die für die Rückkehr der Kraftübertragung in ihre Ruheposition notwendig ist, und die Widerstandskraft, die der Wirkung des Fahrers entgegenwirkt, der im Fall eines Ausfalls des Motors des elektrischen Bremskraftverstärkers auf das Pedal drückt, voneinander zu trennen.
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Im Fall eines Ausfalls des Bremskraftverstärkers oder falls ein Notbremsbetätigung äußerst schnell erfolgen muss, wird der von dem Steuerstift 102 auf den gleitenden Kolben 8 ausgeübte Schub direkt an die Reaktionsscheibe 72 und somit an das Ende 71 des Steuerstifts übertragen; diese Bewegung komprimiert einfach die Zwischenfeder 53 während der ersten Phase der Vorwärtsbewegung des Schubstifts, ohne während dieser anfänglichen Phase die verhältnismäßig große Kraft, die durch die Rückstellfeder 41 aufgebaut wird, überwinden zu müssen. Diese muss nämlich unter normalen Betriebsbedingungen und nach einer Bremsphase die mechanischen Elemente des Bremskraftverstärkers in ihre Ruheposition oder anfängliche Position zurückführen. Es handelt sich nicht nur um den Betätigungskolben, sondern wegen der Zahnstangen mit den Ritzeln auch um die mechanische Kraftübertragung bis zu dem Motor.
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Da die anfängliche Kraft somit verhältnismäßig verringert ist, kann sie schnell sein, so dass ein Bremsbeginn sehr schnell aufgebaut werden kann. Diese Notfallfunktion, die durch den Bremskraftverstärker gemäß der Erfindung möglich gemacht wird, bildet ein zusätzliches Element für die Sicherheit und außerdem für die Verringerung der Ermüdung des Fahrers und für einen einfachen Noteingriff selbst für eine Person, die nicht in der Lage wäre, jede Kraft, die für die unmittelbare Kompression der Rückstellfeder notwendig ist, schnell und kraftvoll auszuüben.
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Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal umfasst die Zwischenmuffe einen hinteren Kranz, der zwischen die Rückstellfeder und den Betätigungskolben eingefügt ist, und einen vorderen Kranz, der als Abstützung für die Zwischenfeder dient.
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Diese Ausführungsform der Zwischenmuffe ist vorteilhaft, weil sie keine vollständige Abwandlung der Struktur des elektrischen Bremskraftverstärkers erfordert.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal umfasst die Zwischenmuffe einen Anschlag, der die Kompression der Feder durch den Schubstift begrenzt.
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Insbesondere ist der Anschlag eine Muffe, die von dem vorderen Kranz der Zwischenmuffe getragen wird und einen Umfangsaufnahmesitz bildet, der die Zwischenfeder aufnimmt.
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Dieser Anschlag ist ein Schutz der Zwischenfeder, der vermeidet, dass diese durch die auf den Schubstift ausgeübte Kraft, um in der zweiten Funktionsphase die Rückstellfeder zu schieben, erweitert wird.
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Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden genauer mit Hilfe eines elektrischen Bremskraftverstärkers beschrieben, der sehr schematisch in den beigefügten Zeichnungen und durch Vergleich mit einem bekannten elektrischen Bremskraftverstärker, der ebenfalls sehr schematisch dargestellt ist, gezeigt ist.
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Somit zeigen:
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1 den Bremskraftverstärker gemäß der Erfindung in der Ruheposition,
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2A den Bremskraftverstärker am Beginn der Notbetätigung und
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2B den Bremskraftverstärker in der hervorgehobenen Phase der Notbremsung,
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3A einen bekannten elektrischen Bremskraftverstärker in der Ruheposition und
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3B den bekannten Bremskraftverstärker in der Notbetätigungsposition.
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Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung
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Die Erfindung hat einen elektrischen Bremskraftverstärker 100 zum Gegenstand, der aus einem Körper 1 gebildet ist, der mit einem nicht im Einzelnen gezeigten Bremshauptzylinder 101 sowie mit dem Bremspedal 103 über einen Betätigungsstift 102 verbunden ist.
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Die Gesamtheit ist auf die Achse XX ausgerichtet. Der Hauptzylinder 101 ist mit den Bremskreisen der Räder verbunden.
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Der Körper 1 trägt einen Elektromotor, der über eine (nicht gezeigte) mechanische Kraftübertragung zwei miteinander gekoppelte gerade Ritzel 2, 2' antreibt, die jeweils mit einer Zahnstange 3, 3' in Eingriff sind, die von einem Betätigungskolben 4 getragen wird, der in dem zylindrischen Aufnahmesitz 11 des Körpers 1 des Bremskraftverstärkers gleitet. Diese Gesamtheit ist längs der Achse XX des Systems, das durch den elektrischen Bremskraftverstärker 100, den Hauptzylinder 101 und den Steuerstift 102 gebildet ist, beweglich. Nach Konvention befindet sich die Vorderseite AV des Bremskraftverstärkers auf Seiten des Hauptzylinders 101 und befindet sich die Rückseite AR auf Seiten des Bremspedals 103.
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Der Bremskraftverstärker wirkt längs des Pfeils FAV, um den Kolben des Hauptzylinders 101 zu steuern, der die Hydraulikflüssigkeit unter Druck an die Radbremskreise des Fahrzeugs liefert. Die Bewegung FAR in entgegengesetzter Richtung ist jene der Komponenten des Bremskraftverstärkers 100 und des Steuerstifts 102 in ihre Ruheposition oder die "vom Bremspedal entlastete Position" 103.
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Ausgehend von dieser Ruheposition, d. h. von der vom Bremspedal 103 entlasteten Position, verlagert das Pedal 103, wenn es erneut für eine Bremsbetätigung betätigt wird, den Steuerstift 102. Diese Bewegung wird von einem Sensor detektiert, der die Vorwärtsbewegung des Betätigungskolbens 4 steuert, um auf den Kolben des Hauptzylinders 101 einzuwirken, wie später beschrieben wird. Der Tauchkolben 8, der mit dem Steuerstift 102 verbunden ist, bewegt sich unter der Wirkung der Betätigung des Bremspedals 103 vorwärts, ohne dass der Tauchkolben 8 mit der Reaktionsscheibe 72 in Kontakt ist.
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Die freie Bahn ab dem Beginn einer Bremsbetätigung, wenn das Pedal 103 den Steuerstift 102 betätigt, bis zu der Betätigung des elektrischen Bremskraftverstärkers 100, wird "Angriffsbahn" genannt.
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Der Betätigungskolben 4 unterliegt der Wirkung einer Rückstellfeder 41, die sich an der vorderen Wand 12 des Körpers 1 abstützt.
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Der Betätigungskolben 4 ist nämlich durch eine Komponente mit zylindrischer Form gebildet, die in dem zylindrischen Aufnahmesitz 11 des Körpers 1 gleitet und an zwei diametral gegenüberliegenden Positionen zwei zu der Achse XX parallele Zahnstangen 3, 3' trägt, die jeweils mit einem der Ritzel 2, 2' in Eingriff sind, wie oben beschrieben wurde.
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Der Betätigungskolben 4 nimmt einen Hilfskolben 6 auf, der den Schubstift 7 aufnimmt, der auf den Kolben des Hauptzylinders 101 längs der Achse XX des Systems einwirkt und mit dem er über einen nicht gezeigten Antriebsanschlag, der in Richtung des Schubs aktiv ist, verbunden ist. Der Schubstift 7 besitzt einen Kopf 71, der in einem zylindrischen Hohlraum 61 vor dem Hilfskolben 6 gleitet und auf seiner hinteren Fläche eine Reaktionsscheibe 72 trägt. Der Hilfskolben 6 drückt auf den Schubstift 7, indem er sich auf der Reaktionsscheibe 72A abstützt. Der Hilfskolben 6, der in dem Betätigungskolben 4 gleitet, nimmt seinerseits einen Tauchkolben 8 auf, der längs der Achse XX beweglich ist und dessen vorderes Ende 81 sich auf einem Zwischenkolben 82 gegenüber jenem Teil der Reaktionsscheibe 72 abstützt, der zu der Achse XX benachbart ist.
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Das hintere Ende 83 des Tauchkolbens 8, das vergrößert dargestellt ist, ist mit dem vorderen Ende des Steuerstifts 102 über eine Universalgelenkverbindung verbunden. Dieses vergrößerte Ende 83 wird durch eine Angriffsfeder 9, die sich unter Anderem an dem Boden 621 des hinteren Hohlraums 62 des Hilfskolbens 6 abstützt, nach hinten zurückgeschoben. In der in 1 gezeigten Ruheposition stützt sich der Hilfskolben 6 auf dem Boden 13 des Aufnahmesitzes 11 des Körpers 1 ebenso wie das hintere Ende 83 des Tauchkolbens 8 ab.
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Eine Stützmuffe 5 ist zwischen die Rückstellfeder 41 und den Betätigungskolben 4 eingefügt. Diese Stützmuffe 5 umfasst einen hinteren Kranz 51, der an dem Betätigungskolben 4 anliegt und als Abstützung für das hintere Ende der Rückstellfeder 41 dient, und einen vorderen Kranz 52, der als Abstützung für eine Zwischenfeder 53 dient.
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Die Zwischenfeder 53 stützt sich mit ihrem anderen Ende an der Vorderseite des Kopfes 71 des Schubstifts 7 ab. Die Zwischenfeder 53 baut eine Kraft auf, die kleiner ist als jene der Rückstellfeder 41, derart, dass im Fall eines Ausfalls des Bremskraftverstärkers 100 und/oder bei einer schnellen und kraftvollen Betätigung des Bremspedals 103 der Tauchkolben 8 die Angriffsfeder 9 komprimiert und sich an der Reaktionsscheibe 72 über den Zwischenkolben 82 abstützt, der somit den Schubstift 7 schiebt und dabei die Zwischenfeder 53 auf der gesamten verfügbaren Bahn in der Stützmuffe 5 komprimiert. Diese Bahn ist durch einen inneren Anschlag 54 der Stützmuffe beispielsweise in Form eines Rücksprungs oder einer den Schubstift 7 umgebenden Muffe begrenzt, um die Erweiterung der Feder 53 zu vermeiden. Diese Muffe ist beispielsweise mit dem vorderen Kranz der Zwischenmuffe fest verbunden und bildet einen Umfangsaufnahmesitz innerhalb der Zwischenmuffe und nimmt die Zwischenfeder 53 auf. Diese Bahn erzeugt durch den Hauptzylinder 101 bei Kompression der Feder 53 einen bestimmten Bremsflüssigkeitsdruck in dem Bremskreis (2A). Im Verlauf dieser Bewegung wird die Rückstellfeder 41 nicht beansprucht.
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Falls der Druck auf das Bremspedal 103 weiterhin anhält und die von der Rückstellfeder 41 aufgebaute Kraft überschreitet, wird diese durch die Vorwärtsbewegung des hinteren Kranzes 51 der Muffe 5, die durch die Abstützung des Kopfes 72 des Schubstifts 7 an der Stützmuffe 5 geschoben wird, komprimiert, was in eine stärkere Bremswirkung überführt wird (2B).
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Unter einem Schubstift (7) im Sinne dieser Anmeldung kann auch ein Ausgangselement eines Bremskraftverstärkers verstanden werden. Ebenso kann unter einem Steuerstift ein Eingangselement des Bremskraftverstärkers verstanden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- elektrischer Bremskraftverstärker
- 101
- Hauptzylinder
- 102
- Steuerstift
- 103
- Bremspedal
- 1
- Körper des elektrischen Bremskraftverstärkers
- 11
- zylindrischer Aufnahmesitz
- 12
- vordere Wand
- 13
- Boden
- 2, 2'
- miteinander gekoppelte Ritzel
- 3, 3'
- Zahnstangen
- 4
- Betätigungskolben
- 41
- Rückstellfeder
- 5
- Stützmuffe
- 51
- hinterer Kranz
- 52
- vorderer Kranz
- 53
- Zwischenfeder
- 54
- innerer Anschlag
- 6
- Hilfskolben
- 61
- vorderer zylindrischer Hohlraum
- 62
- hinterer zylindrischer Hohlraum
- 621
- Boden
- 70
- Schubstift
- 71
- Kopf
- 72
- Reaktionsscheibe
- 8
- Tauchkolben
- 81
- vorderes Ende
- 82
- Zwischenkolben
- 83
- hinteres Ende
- 9
- Angriffsfeder
- 100A
- elektrischer Bremskraftverstärker
- 101A
- Hauptzylinder
- 102A
- Steuerstift
- 103A
- Bremspedal
- 1A
- Körper des elektrischen Bremskraftverstärkers
- 11A
- zylindrischer Aufnahmesitz
- 12A
- vordere Wand
- 13A
- Boden
- 2, 2'A
- miteinander gekoppelte Ritzel
- 3, 3'A
- Zahnstangen
- 4A
- Betätigungskolben
- 41A
- Rückstellfeder
- 6A
- Hilfskolben
- 61A
- vorderer zylindrischer Hohlraum
- 62A
- hinterer zylindrischer Hohlraum
- 7A
- Schubstift
- 71A
- Kopf
- 72A
- Reaktionsscheibe
- 8A
- Tauchkolben
- 81A
- vorderes Ende
- 82A
- Zwischenkolben
- 83A
- hinteres Ende
- 9A
- Angriffsfeder
