Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung eines Fahrzeugbremssystems. Ebenso betrifft die Erfindung eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung für ein Fahrzeugbremssystem, ein Hydraulikaggregat für ein Fahrzeugbremssystem und ein Fahrzeugbremssystem. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen Kolben für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung eines Fahrzeugbremssystems, ein Herstellungsverfahren für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung eines Fahrzeugbremssystems und ein Herstellungsverfahren für ein Hydraulikaggregat eines Fahrzeugbremssystems.The invention relates to a piston for a piston-cylinder device of a vehicle brake system. The invention also relates to a piston-cylinder device for a vehicle brake system, a hydraulic unit for a vehicle brake system and a vehicle brake system. Further, the invention relates to a manufacturing method for a piston for a piston-cylinder device of a vehicle brake system, a manufacturing method for a piston-cylinder device of a vehicle brake system and a manufacturing method for a hydraulic unit of a vehicle brake system.
Stand der TechnikState of the art
1 zeigt einen Querschnitt durch einen Pedalhubsimulator nach dem Stand der Technik. 1 shows a cross section through a pedal lift simulator according to the prior art.
Der in 1 schematisch wiedergegebene herkömmliche Pedalhubsimulator ist im Toyota Prius III verbaut. Der herkömmliche Pedalhubsimulator weist als Gehäuse ein Gussteil 10 und einen an dem Gussteil 10 eingesetzten Verschlussdeckel 12 auf. In dem Gehäuse sind eine erste Hydraulikkammer 14 und eine zweite Hydraulikkammer 16 ausgebildet. Zwischen der ersten Hydraulikkammer 14 und der zweiten Hydraulikkammer 16 ist ein verstellbarer Kolben 18 eingesetzt, welcher einen O-Ring 20 trägt und mittels zweier in der zweiten Hydraulikkammer 16 angeordneter Simulatorfedern 22 und 24 abgestützt ist. Eine erste Simulatorfeder 22 der beiden Simulatorfedern 22 und 24 hat eine deutlich niedrigere Federsteifigkeit als eine zweite Simulatorfeder 24 der beiden Simulatorfedern 22 und 24. Die den Verschlussdeckel 12 kontaktierende zweite Simulatorfeder 24 drückt einen Federteller 26 von dem Verschlussdeckel 12 weg. Mittels der eine Innenbodenfläche des Federtellers 26 kontaktierenden ersten Simulatorfeder 22 wird der Kolben 18 von der Innenbodenfläche des Federtellers 26 weg gedrückt.The in 1 schematically reproduced conventional Pedalhubsimulator is installed in the Toyota Prius III. The conventional pedal stroke simulator has a casting as a housing 10 and one on the casting 10 inserted cap 12 on. In the housing are a first hydraulic chamber 14 and a second hydraulic chamber 16 educated. Between the first hydraulic chamber 14 and the second hydraulic chamber 16 is an adjustable piston 18 used, which is an O-ring 20 carries and by means of two in the second hydraulic chamber 16 arranged simulator springs 22 and 24 is supported. A first simulator pen 22 of the two simulator springs 22 and 24 has a much lower spring stiffness than a second simulator spring 24 of the two simulator springs 22 and 24 , The the closure lid 12 contacting second simulator spring 24 pushes a spring plate 26 from the closure lid 12 path. By means of an inner bottom surface of the spring plate 26 contacting first simulator spring 22 becomes the piston 18 from the inner bottom surface of the spring plate 26 pressed away.
Über eine in dem Gussteil 10 ausgebildete Anschlussbohrung 28 ist Bremsflüssigkeit, welche mittels einer Fahrerbremskraft aus einem an dem herkömmlichen Pedalhubsimulator angebundenen Hauptbremszylinder herausgedrückt wird, in die erste Hydraulikkammer 14 verschiebbar. Außerdem ist an dem Gussteil 10 eine Volumenausgleichöffnung 30 ausgebildet, über welche Bremsflüssigkeit aus der zweiten Hydraulikkammer 16 in einen angebundenen Ausgleichsbehälter transferierbar ist. Ein Einbremsen eines Fahrers (über den Hauptbremszylinder) in den herkömmlichen Pedalhubsimulator bewirkt zuerst eine Verstellbewegung des Kolbens 18 aus der ersten Hydraulikkammer 14 in die zweite Hydraulikkammer 16 unter einer Verformung der ersten Simulatorfeder 22 bis zu einem Anschlagen des Kolbens 18 an der Innenbodenfläche des Federtellers 26. Sofern der Fahrer nach dem Anschlagen des Kolbens 18 an der Innenbodenfläche des Federtellers 26 weiteren in den herkömmlichen Pedalhubsimulator einbremst, werden Kolben 18 und Federteller 26 unter einer Verformung der zweiten Simulatorfeder 24 in Richtung zu dem Verschlusskolben 12 gedrückt. Der Fahrer kann mittels der Fahrerbremskraft den Kolben 18 so weit in die zweite Hydraulikkammer 16 hineindrücken, dass ein an dem Verschlussdeckel 12 angebrachtes Elastomer-Bauteil 32 verformt wird. Auf diese Weise soll für den herkömmlichen Pedalhubsimulator eine Druck-Volumen-Kennlinie mit einem großen Druckanstieg am Ende der Volumenaufnahme realisierbar sein. About one in the casting 10 trained connection bore 28 Brake fluid, which is pushed out by means of a driver braking force from a connected to the conventional Pedalhubsimulator master cylinder, in the first hydraulic chamber 14 displaceable. It's also on the casting 10 a volume compensation opening 30 formed, via which brake fluid from the second hydraulic chamber 16 can be transferred into a connected expansion tank. Braking a driver (via the master cylinder) in the conventional Pedalhubsimulator first causes a displacement of the piston 18 from the first hydraulic chamber 14 in the second hydraulic chamber 16 under a deformation of the first simulator spring 22 until it hits the piston 18 on the inner bottom surface of the spring plate 26 , Unless the driver after hitting the piston 18 on the inner bottom surface of the spring plate 26 Brakes further into the conventional pedal stroke simulator, pistons are 18 and spring plate 26 under a deformation of the second simulator spring 24 towards the shutter piston 12 pressed. The driver can by means of the driver braking force the piston 18 so far in the second hydraulic chamber 16 push in that one on the closure lid 12 attached elastomeric component 32 is deformed. In this way, should be feasible for the conventional Pedalhubsimulator a pressure-volume curve with a large pressure increase at the end of the volume intake.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung schafft einen Kolben für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung eines Fahrzeugbremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung für ein Fahrzeugbremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6, ein Hydraulikaggregat für ein Fahrzeugbremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10, ein Fahrzeugbremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11, ein Herstellungsverfahren für einen Kolben für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung eines Fahrzeugbremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 12, ein Herstellungsverfahren für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung eines Fahrzeugbremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und ein Herstellungsverfahren für ein Hydraulikaggregat eines Fahrzeugbremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 15.The invention provides a piston for a piston-cylinder device of a vehicle brake system having the features of claim 1, a piston-cylinder device for a vehicle brake system having the features of claim 6, a hydraulic unit for a vehicle brake system with the features of claim 10, a A vehicle brake system having the features of claim 11, a method of manufacturing a piston for a piston-cylinder device of a vehicle brake system having the features of claim 12, a method of manufacturing a piston-cylinder device of a vehicle brake system having the features of claim 14 and a manufacturing method for a hydraulic unit of a vehicle brake system with the features of claim 15.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die vorliegende Erfindung stellt eine Druck-Volumen-Kennlinie für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung sicher, welche bei einer großen Volumenaufnahme in die Druckkammer der Kolben-Zylinder-Vorrichtung relativ hohe Kraftwerte (bzw. vergleichsweise hohe Druckwerte) aufweist. Die Erfindung schafft dies durch eine Integration eines geeigneten Federelements/Elastomerelements in den Kolben der Kolben-Zylinder-Vorrichtung. Aufgrund der vorteilhaften Kolbengeometrie des Kolbens der Kolben-Zylinder-Vorrichtung entfällt somit die herkömmliche Notwendigkeit, ein zusätzliches Elastomer-Bauteil zum Gewährleisten der gewünschten Druck-Volumen-Kennlinie an der Kolben-Zylinder-Vorrichtung anzubringen. Damit entfallen auch die zum Anordnen des nicht mehr benötigten Elastomer-Bauteils nach dem Stand der Technik noch auszuführenden Verfahrensschritte, weshalb mittels der vorliegenden Erfindung eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung (wie z.B. ein Simulator) oder ein damit ausgestattetes Hydraulikaggregat/Fahrzeugbremssystem schneller und kostengünstiger herstellbar sind.The present invention ensures a pressure-volume characteristic for a piston-cylinder device which has relatively high force values (or comparatively high pressure values) when there is a large volume intake into the pressure chamber of the piston-cylinder device. The invention achieves this by integrating a suitable spring element / elastomer element into the piston of the piston-cylinder device. Due to the advantageous piston geometry of the piston of the piston-cylinder device thus eliminates the conventional need to attach an additional elastomeric component to ensure the desired pressure-volume curve to the piston-cylinder device. This eliminates the need to arrange the no longer required elastomer component according to the prior art still to be performed process steps, which is why faster and cheaper to produce by means of the present invention, a piston-cylinder device (such as a simulator) or a hydraulic unit / vehicle brake system equipped therewith are.
Wie unten genauer ausgeführt wird, erlaubt die vorliegende Erfindung auch eine kleinere Ausbildung der mindestens einen mit dem erfindungsgemäßen Kolben zusammenwirkenden Feder der Kolben-Zylinder-Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung trägt deshalb auch zur Reduzierung eines Bauraumbedarfs und eines Gewichts der mit dem erfindungsgemäßen Kolben ausgestatteten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (bzw. dem damit ausgestatteten Hydraulikaggregat/Fahrzeugbremssystem) bei. As will be explained in more detail below, the present invention also allows a smaller design of the at least one cooperating with the piston according to the invention spring of the piston-cylinder device. Therefore, the present invention also contributes to the reduction of a space requirement and a weight of the equipped with the piston according to the invention piston-cylinder device (or the hydraulic unit / vehicle brake system equipped therewith) at.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest der elastisch komprimierbare Teil des zylindrischen Bereichs des Kolbens aus mindestens einem Elastomer und/oder mindestens einem Gummi gebildet. Somit kann der elastisch komprimierbare Teil vergleichsweise einfach hergestellt werden.In an advantageous embodiment, at least the elastically compressible part of the cylindrical region of the piston is formed from at least one elastomer and / or at least one rubber. Thus, the elastically compressible member can be manufactured comparatively easily.
Als Alternative zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann jedoch auch zumindest der elastisch komprimierbare Teil des zylindrischen Bereichs des Kolbens durch eine Zylinderwand des Kolbens durchgehende Löcher aufweisen. Auch in diesem Fall ist der Kolben vergleichsweise einfach herstellbar, wobei mittels der durch die Zylinderwand des Kolbens durchgehenden Löcher die gewünschte elastische Komprimierbarkeit sicherstellbar ist. However, as an alternative to the above-described embodiment, at least the elastically compressible part of the cylindrical portion of the piston may have through holes through a cylinder wall of the piston. Also in this case, the piston is comparatively easy to manufacture, wherein the desired elastic compressibility is ensured by means of the through the cylinder wall of the piston through holes.
Beispielsweise kann eine erste maximale Ausdehnung jedes der Löcher entlang einer Mittellängsachse des Kolbens kleiner als eine zweite maximale Ausdehnung jedes der Löcher radial zu der Mittellängsachse sein. Insbesondere in diesem Fall ist die gewünschte elastische Komprimierbarkeit entlang der Mittellängsachse verlässlich gewährleistet.For example, a first maximum extent of each of the holes along a central longitudinal axis of the piston may be less than a second maximum extent of each of the holes radial to the central longitudinal axis. Particularly in this case, the desired elastic compressibility along the central longitudinal axis is reliably ensured.
Sofern gewünscht, kann zwischen dem Bodenbereich des Kolbens und dem elastisch komprimierbaren Teil des zylindrischen Bereichs ein unelastischer Zwischenbereich des zylindrischen Bereichs liegen. Auf diese Weise ist eine Komprimierung des zylindrischen Bereichs des Kolbens auf eine gewünschte Mindesthöhe, welche mittels der Ausdehnung des unelastischen Zwischenbereichs verlässlich festlegbar ist, limitierbar.If desired, between the bottom portion of the piston and the elastically compressible portion of the cylindrical portion may be an inelastic intermediate portion of the cylindrical portion. In this way, compression of the cylindrical region of the piston to a desired minimum height, which can be reliably determined by means of the expansion of the inelastic intermediate region, can be limited.
Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung für ein Fahrzeugbremssystem mit einem derartigen Kolben gewährleistet.The advantages described above are also ensured in a piston-cylinder device for a vehicle brake system with such a piston.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Kolben-Zylinder-Vorrichtung ist in dem Bodenbereich des Kolbens eine Öffnung ausgebildet, durch welche sich ein Stift erstreckt, welcher an einem Verschlussdeckel der Kolben-Zylinder-Vorrichtung befestigt ist. Ein Einsetzen des Kolbens in die Kolben-Zylinder-Vorrichtung kann somit gleichzeitig mit dem Anbringen des jeweiligen Verschlussdeckels erfolgen.In an advantageous development of the piston-cylinder device, an opening is formed in the bottom region of the piston, through which extends a pin which is fastened to a closure cover of the piston-cylinder device. An insertion of the piston in the piston-cylinder device can thus take place simultaneously with the attachment of the respective closure cap.
Speziell kann sich der Kolben mittels der mindestens einen Feder von dem Verschlussdeckel abstützen, wobei die mindestens eine Feder mittels einer auf dem Stift verpressten Haltescheibe vorgespannt ist. Eine derartige Anordnung des Kolbens und der mindestens einen Feder schafft ein kompaktes Einsetzteil, welches vor seinem Anordnen in der Kolben-Zylinder-Vorrichtung prüfbar und/oder bezüglich einer gewünschten Kompressionskennlinie konfigurierbar ist. Specifically, the piston can be supported by means of the at least one spring of the closure lid, wherein the at least one spring is biased by means of a pressed disk on the pin. Such an arrangement of the piston and the at least one spring provides a compact insert which is testable and / or configurable with respect to a desired compression characteristic prior to its placement in the piston-cylinder apparatus.
Bevorzugter Weise ist die Kolben-Zylinder-Vorrichtung als Simulator ausgebildet. Die Ausbildbarkeit der Kolben-Zylinder-Vorrichtung ist jedoch nicht auf Simulatoren beschränkt. Die vorausgehenden Vorteile gelten auch für ein Hydraulikaggregat mit einem entsprechenden Kolben und/oder einer integrierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung gemäß den oberen Ausführungen.Preferably, the piston-cylinder device is designed as a simulator. However, the formability of the piston-cylinder device is not limited to simulators. The foregoing advantages also apply to a hydraulic power unit with a corresponding piston and / or an integrated piston-cylinder device according to the above embodiments.
Die oben beschriebenen Vorteile sind auch bei einem Fahrzeugbremssystem mit einem derartigen Kolben, einer entsprechenden Kolben-Zylinder-Vorrichtung und/oder einem korrespondierenden Hydraulikaggregat geschaffen.The advantages described above are also provided in a vehicle brake system with such a piston, a corresponding piston-cylinder device and / or a corresponding hydraulic unit.
Die Vorteile sind auch realisiert beim Ausführen eines Herstellungsverfahrens für einen Kolben für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung eines Fahrzeugbremssystems. Das Herstellungsverfahren ist außerdem gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen des Kolbens und/oder der Kolben-Zylinder-Vorrichtung weiterbildbar.The advantages are also realized in carrying out a manufacturing method for a piston for a piston-cylinder device of a vehicle brake system. The manufacturing method can also be developed according to the above-described embodiments of the piston and / or the piston-cylinder device.
Des Weiteren schaffen auch die Herstellungsverfahren für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung/ein Hydraulikaggregat eines Fahrzeugbremssystems die genannten Vorteile. Auch diese Herstellungsverfahren sind gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen weiterbildbar.Furthermore, the production methods for a piston-cylinder device / a hydraulic unit of a vehicle brake system also provide the stated advantages. These production methods can be further developed according to the embodiments described above.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:Further features and advantages of the present invention will be explained below with reference to the figures. Show it:
1 einen Querschnitt durch einen Pedalhubsimulator nach dem Stand der Technik; 1 a cross section through a pedal lift simulator according to the prior art;
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Kolbens; 2 a schematic representation of an embodiment of the piston;
3a bis 3e schematische Darstellungen einer Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Vorrichtung; 3a to 3e schematic representations of an embodiment of the piston-cylinder device;
4 eine schematische Darstellung des Fahrzeugbremssystems; und 4 a schematic representation of the vehicle braking system; and
5 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für einen Kolben für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung eines Fahrzeugbremssystems. 5 a flowchart for explaining an embodiment of the manufacturing method for a piston for a piston-cylinder device of a vehicle brake system.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Kolbens. 2 shows a schematic representation of an embodiment of the piston.
Der in 2 schematisch dargestellte Kolben 50 ist in einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung eines Fahrzeugbremssystems verbaubar. Z.B. ist der Kolben 50 in einer Simulatorvorrichtung eines Fahrzeugbremssystems verwendbar. Unter der Simulatorvorrichtung kann beispielsweise ein Simulator (mit einem eigenen Simulatorgehäuse), wie insbesondere ein Pedalsimulator, ein Pedalwegsimulator oder ein Pedalhubsimulator, oder eine in ein Hydraulikaggregat integrierte Simulatorvorrichtung verstanden werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verwendbarkeit des Kolbens 50 nicht auf einen bestimmten Simulatortyp, Hydraulikaggregattyp oder Bremssystemtyp limitiert ist. Außerdem kann der Kolben 50 auch in einer nicht als Simulatorvorrichtung ausgebildeten Kolben-Zylinder-Vorrichtung (mit eigenem Gehäuse oder als Untereinheit eines Hydraulikaggregats) eingesetzt werden.The in 2 schematically illustrated piston 50 is installable in a piston-cylinder device of a vehicle brake system. For example, the piston 50 usable in a simulator device of a vehicle brake system. The simulator device can be understood, for example, to be a simulator (with its own simulator housing), in particular a pedal simulator, a pedal travel simulator or a pedal stroke simulator, or a simulator device integrated into a hydraulic aggregate. It should be noted that the usability of the piston 50 is not limited to a particular type of simulator, hydraulic unit type or brake system type. In addition, the piston can 50 also in a not designed as a simulator piston-cylinder device (with its own housing or as a subunit of a hydraulic unit) are used.
Der Kolben 50 ist in der jeweiligen Kolben-Zylinder-Vorrichtung so verstellbar anordbar, dass eine Druckkammer der Kolben-Zylinder-Vorrichtung mittels des Kolbens 50 begrenzbar ist. Außerdem ist der Kolben 50 (nach seiner Anordnung in der Kolben-Zylinder-Vorrichtung) entgegen mindestens einer Federkraft mindestens eine Feder der Kolben-Zylinder-Vorrichtung (in eine vorgegebene Einbremsrichtung) so verstellbar, dass ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen der Druckkammer steigerbar ist.The piston 50 is so adjustably arranged in the respective piston-cylinder device, that a pressure chamber of the piston-cylinder device by means of the piston 50 is limited. Besides, the piston is 50 (According to its arrangement in the piston-cylinder device) against at least one spring force at least one spring of the piston-cylinder device (in a predetermined Einbremsrichtung) adjustable so that a fillable with brake fluid volume of the pressure chamber is steigerbar.
Der Kolben 50 umfasst einen Bodenbereich 52 und einen zylindrischen Bereich 54. Zumindest ein Teil 54a des zylindrischen Bereichs 54 des Kolbens 50 ist elastisch komprimierbar ausgebildet. Der die Druckkammer begrenzende Bodenbereich 52 des Kolbens 50 ist deshalb trotz eines Anstoßens des zylindrischen Bereichs 54 an einer ortsfesten Komponente/Gehäusekomponente der Kolben-Zylinder-Vorrichtung noch (in die vorgegebene Einbremsrichtung) weiterverstellbar, wozu jedoch zusätzlich zu der mindestens einen Federkraft der mindestens einen Feder noch eine einer Komprimierung des elastisch komprimierbaren Teils 54a des zylindrischen Bereichs 54 entgegenwirkende Gegenkraft zu überwinden ist. Zum Vergrößern des mit Bremsflüssigkeit befüllbaren Volumens der Druckkammer durch Verstellen des Bodenbereichs 52 des Kolbens 50 (in die vorgegebene Einbremsrichtung) ist deshalb ab dem Anstoßen des zylindrischen Bereichs 54 an der ortsfesten Komponente/Gehäusekomponente eine deutlich gesteigerte Kraft aufzubringen.The piston 50 includes a floor area 52 and a cylindrical area 54 , At least a part 54a of the cylindrical area 54 of the piston 50 is formed elastically compressible. The pressure chamber limiting bottom area 52 of the piston 50 is therefore despite abutment of the cylindrical area 54 on a stationary component / housing component of the piston-cylinder device further adjustable (in the predetermined Einbremsrichtung), including but in addition to the at least one spring force of the at least one spring nor a compression of the elastically compressible part 54a of the cylindrical area 54 counteracting counterforce is overcome. To increase the volume of the pressure chamber that can be filled with brake fluid by adjusting the bottom area 52 of the piston 50 (in the predetermined Einbremsrichtung) is therefore from the abutment of the cylindrical portion 54 to apply a significantly increased force to the stationary component / housing component.
Eine Verwendung des Kolbens 50 in der Kolben-Zylinder-Vorrichtung bewirkt deshalb eine Kraft-Volumen-Kennlinie der Kolben-Zylinder-Vorrichtung (bzw. Druck-Volumen-Kennlinie der Kolben-Zylinder-Vorrichtung), welche für ein großes Volumen in der Druckkammer der Kolben-Zylinder-Vorrichtung auch große Kraftwerte (bzw. Druckwerte) aufweist. Man kann dies auch damit umschreiben, dass die Kraft-Volumen-Kennlinie der Kolben-Zylinder-Vorrichtung (bzw. die Druck-Volumen-Kennlinie der Kolben-Zylinder-Vorrichtung) an einem Ende ihrer Volumenaufnahme in der Druckkammer der Kolben-Zylinder-Vorrichtung einen relativ großen Kraftanstieg (bzw. Druckanstieg) hat. Zusätzlich ist die vorteilhafte Kraft-Volumen-Kennlinie (bzw. Druck-Volumen-Kennlinie) bewirkbar, ohne dass dazu die Kolben-Zylinder-Vorrichtung mit einem zusätzlichen Elastomer-Bauteil zum Zusammenwirken mit dem Kolben 50 auszustatten ist. Die Verwendung des Kolbens 50 in der Kolben-Zylinder-Vorrichtung trägt damit zur Reduzierung der darin zu verbauenden Elemente bei. Wie nachfolgend genauer beschrieben wird, können auch ein Bauraumbedarf und/oder ein Gewicht der mit dem Kolben 50 ausgestatteten Kolben-Zylinder-Vorrichtung gesenkt werden.A use of the piston 50 In the piston-cylinder device therefore causes a force-volume characteristic of the piston-cylinder device (or pressure-volume characteristic of the piston-cylinder device), which for a large volume in the pressure chamber of the piston-cylinder Device also has large force values (or pressure values). This can also be described by the fact that the force-volume characteristic of the piston-cylinder device (or the pressure-volume characteristic of the piston-cylinder device) at one end of their volume intake in the pressure chamber of the piston-cylinder device has a relatively large increase in force (or pressure increase). In addition, the advantageous force-volume curve (or pressure-volume curve) can be effected without requiring the piston-cylinder device with an additional elastomer component for cooperation with the piston 50 be equipped. The use of the piston 50 in the piston-cylinder device thus contributes to the reduction of the elements to be installed in it. As will be described in more detail below, also a space requirement and / or a weight of the with the piston 50 equipped piston-cylinder device can be lowered.
Vorzugsweise ist unter der elastischen Komprimierbarkeit zumindest des Teils 54a des zylindrischen Bereichs 54 zu verstehen, dass zumindest der Teil 54a des zylindrischen Bereichs 54 des Kolbens 50 entlang einer Mittellängsachse 56 des Kolbens 50 elastisch komprimierbar ist. Die Mittellängsachse 56 ist in diesem Fall so ausgerichtet, dass der zylindrische Bereich 54 des Kolbens 50 radial um die Mittellängsachse 56 verläuft. Unter der Mittellängsachse 56 des Kolbens 50 kann deshalb auch eine Rotationsachse des zylindrischen Bereichs 54 verstanden werden.Preferably, under the elastic compressibility of at least the part 54a of the cylindrical area 54 to understand that at least the part 54a of the cylindrical area 54 of the piston 50 along a central longitudinal axis 56 of the piston 50 is elastically compressible. The central longitudinal axis 56 is aligned in this case so that the cylindrical area 54 of the piston 50 radially around the central longitudinal axis 56 runs. Below the central longitudinal axis 56 of the piston 50 Therefore, it can also be an axis of rotation of the cylindrical area 54 be understood.
Optionalerweise kann zwischen dem Bodenbereich 52 des Kolbens und dem elastisch komprimierbaren Teil 54a des zylindrischen Bereichs 54 ein unelastischer Zwischenbereich 54b des zylindrischen Bereichs 54 liegen. Mittels des unelastischen Zwischenbereichs 54b ist die Komprimierbarkeit des zylindrischen Bereichs 54/des Kolbens 50 auf eine Mindestausdehnung des zylindrischen Bereichs 54/des Kolbens 50 entlang der Mittellängsachse 56 limitierbar. Insbesondere kann die Mindestausdehnung des zylindrischen Bereichs 54/des Kolbens 50 mittels einer Ausdehnung des unelastischen Zwischenbereichs 54b entlang der Mittellängsachse 56 leicht festgelegt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass als Alternative zu der Ausbildung des unelastischen Zwischenbereichs 54b am Kolben 50 auch der gesamte zylindrische Bereich 54 als der elastisch komprimierbare Teil 54a ausgebildet sein kann.Optionally, between the floor area 52 the piston and the elastically compressible part 54a of the cylindrical area 54 an inelastic intermediate area 54b of the cylindrical area 54 lie. By means of the inelastic intermediate area 54b is the compressibility of the cylindrical area 54 / of the piston 50 to a minimum extent of the cylindrical area 54 / of the piston 50 along the central longitudinal axis 56 limitable. In particular, the minimum extent of the cylindrical area 54 / of the piston 50 by means of an extension of the inelastic intermediate region 54b along the central longitudinal axis 56 be easily determined. It is noted, however, that as an alternative to the formation of the inelastic intermediate region 54b on the piston 50 also the entire cylindrical area 54 as the elastically compressible part 54a can be trained.
Als weiterer Ergänzung kann an einer von dem Bodenbereich 52 weg gerichteten Seite des elastischen komprimierbaren Teils 54a noch ein unelastischer Randbereich 54c des zylindrischen Bereichs 54 ausgebildet sein. Auf die Ausstattung des Kolbens 50 mit dem unelastischen Randbereich 54c kann jedoch auch verzichtet werden.As a further addition may be to one of the floor area 52 directed away side of the elastic compressible part 54a still an inelastic border area 54c of the cylindrical area 54 be educated. On the equipment of the piston 50 with the inelastic border area 54c but can also be dispensed with.
In der Ausführungsform der 2 weist zumindest der elastisch komprimierbare Teil 54a des zylindrischen Bereichs 54 des Kolbens 50 durch eine Zylinderwand des Kolbens 50 durchgehende Löcher 58 auf. Mittels der Ausbildung der Löcher 58 kann selbst ein aus einem unelastischen Material, wie beispielsweise Blech, gebildeter Teil 54a des zylindrischen Bereichs 54 elastisch komprimierbar ausgebildet werden. Speziell kann eine erste maximale Ausdehnung a1 jedes der Löcher 58 entlang der Mittellängsachse 56 des Kolbens 50 kleiner als eine zweite maximale Ausdehnung a2 jedes der Löcher 58 radial zu der Mittellängsachse 56 sein. Die Ausbildbarkeit der Löcher 58 ist jedoch nicht auf eine derartige elliptische Form limitiert. In the embodiment of the 2 has at least the elastically compressible part 54a of the cylindrical area 54 of the piston 50 through a cylinder wall of the piston 50 through holes 58 on. By means of the formation of the holes 58 may itself be a formed of an inelastic material, such as sheet metal part 54a of the cylindrical area 54 be formed elastically compressible. Specifically, a first maximum extent a1 of each of the holes 58 along the central longitudinal axis 56 of the piston 50 smaller than a second maximum extent a2 of each of the holes 58 radially to the central longitudinal axis 56 be. The feasibility of the holes 58 however, is not limited to such an elliptical shape.
Außerdem kann anstelle einer Ausbildung des zylindrischen Bereichs 54/des gesamten Kolbens 50 aus einem unelastischen Material auch zumindest der elastisch komprimierbare Teil 54a des zylindrischen Bereichs 54 des Kolbens 50 aus mindestens einem Elastomer und/oder mindestens einem Gummi gebildet sein. Auch ein zumindest teilweise aus dem mindestens einen Elastomer/Gummi gebildeter Kolben 50 stellt die oben beschriebenen Vorteile sicher.In addition, instead of forming the cylindrical portion 54 / of the entire piston 50 from an inelastic material also at least the elastically compressible part 54a of the cylindrical area 54 of the piston 50 be formed from at least one elastomer and / or at least one rubber. Also, at least partially formed from the at least one elastomer / rubber piston 50 ensures the advantages described above.
Der in 2 schematisch dargestellte Kolben 50 weist eine in dem Bodenbereich 52 des Kolbens 50 ausgebildete Öffnung 60 auf. Wie unten genauer beschrieben wird, ist der Kolben 50 deshalb leicht in einer Vielzahl verschiedener Kolben-Zylinder-Vorrichtungen/ Simulatoren/Hydraulikaggregate verbaubar.The in 2 schematically illustrated piston 50 has one in the bottom area 52 of the piston 50 trained opening 60 on. As will be described in more detail below, the piston is 50 Therefore, easily installed in a variety of different piston-cylinder devices / simulators / hydraulic power packs.
3a bis 3e zeigen schematische Darstellungen einer Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Vorrichtung. 3a to 3e show schematic representations of an embodiment of the piston-cylinder device.
Die in 3a bis 3e schematisch dargestellte Kolben-Zylinder-Vorrichtung 70 ist beispielhaft ein Simulator 70, welcher mit dem oben schon beschriebenen Kolben 50 ausgestattet ist. Der Simulator 70 ist in einer Vielzahl verschiedener Fahrzeugbremssysteme verwendbar. Der Bodenbereich 52 des Kolbens 50 begrenzt eine in dem Simulator 70 liegende Druckkammer 72, während der zylindrische Bereich 54 des Kolbens 50 von der Druckkammer 72 weg gerichtet ist. Optionalerweise kann eine an dem Bodenbereich 52 befestigte Dichtung 74 ein Durchsickern von Bremsflüssigkeit aus der Druckkammer 72 entlang einer Außenfläche des Kolbens 50 verhindern. In the 3a to 3e schematically illustrated piston-cylinder device 70 is an example of a simulator 70 , which with the piston already described above 50 Is provided. The simulator 70 is useful in a variety of vehicle braking systems. The floor area 52 of the piston 50 limits one in the simulator 70 lying pressure chamber 72 while the cylindrical area 54 of the piston 50 from the pressure chamber 72 is directed away. Optionally, one may be at the bottom area 52 fastened seal 74 a leakage of brake fluid from the pressure chamber 72 along an outer surface of the piston 50 prevent.
In der Regel ist ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen der Druckkammer 72 bei einem Vorliegen des Bodenbereichs 52/des Kolbens 50 in seiner Ausgangsstellung minimal (siehe 3a). Der Bodenbereich 52/der Kolbens 50 ist entgegen mindestens einer Federkraft mindestens einer Feder 76 und 78 des Simulators 70 derart verstellbar, dass das mit Bremsflüssigkeit befüllbare Volumen der Druckkammer 72 steigerbar ist. Man spricht dabei auch häufig von einer Volumenaufnahme in der Druckkammer 72, welche sich aus einem Produkt einer die Druckkammer 72 begrenzenden Fläche des Bodenbereichs 52 und eines Verstellwegs des Bodenbereichs 52 aus seiner Ausgangsstellung ergibt. Beispielhaft ist bei dem Simulator 70 die mindestens eine Feder 76 und 78 in einer Federkammer 80 des Simulators 70 angeordnet, wobei der Kolben 50 insbesondere die Federkammer 80 von der Druckkammer 72 abgrenzt. Bei einem Vorliegen des Bodenbereichs 52/des Kolbens 50 in seiner Ausgangsstellung ist ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen der Federkammer 80 maximal.As a rule, a volume which can be filled with brake fluid is the pressure chamber 72 in the presence of the bottom portion 52 / of the piston 50 in its initial position minimal (see 3a ). The floor area 52 / the piston 50 is against at least one spring force of at least one spring 76 and 78 of the simulator 70 adjustable so that the fillable with brake fluid volume of the pressure chamber 72 can be increased. One speaks often of a volume absorption in the pressure chamber 72 , which is a product of a pressure chamber 72 limiting area of the ground area 52 and a displacement of the floor area 52 from its initial position results. An example is the simulator 70 the at least one spring 76 and 78 in a spring chamber 80 of the simulator 70 arranged, the piston 50 especially the spring chamber 80 from the pressure chamber 72 demarcates. In the presence of the floor area 52 / of the piston 50 in its initial position is a filled with brake fluid volume of the spring chamber 80 maximum.
Ein Hauptbremszylinder ist (z.B. über mindestens eine nicht-skizzierte Leitung) derart an den Simulator 70 anbindbar/angebunden, dass Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder über mindestens eine Anschlussbohrung 82 in die Druckkammer 72 verschiebbar ist. Ebenso ist ein Ausgleichsbehälter (mit darin vorliegendem Atmosphärendruck) (über mindestens eine nicht-dargestellte Leitung) so an den Simulator 70 anbindbar/angebunden, dass Bremsflüssigkeit aus der Federkammer 80 über mindestens eine Volumenaustauschbohrung 84 in den Ausgleichsbehälter transferierbar ist. Ein Fahrer des mit dem Simulator 70 ausgestatteten Fahrzeugs kann somit mittels seiner auf ein an dem Hauptbremszylinder angebundenes Bremsbetätigungselement ausgeübten Fahrerbremskraft über den Hauptbremszylinder und die mindestens eine Anschlussbohrung 82 in den Simulator 70 einbremsen und eine Verstellbewegung des Bodenbereichs 52 des Kolbens 50 aus seiner Ausgangsstellung in eine Einbremsrichtung bewirken. A master cylinder is (eg via at least one non-sketched line) to the simulator so 70 attachable / tethered, that brake fluid from the master cylinder via at least one connection hole 82 in the pressure chamber 72 is displaceable. Likewise, a surge tank (with atmospheric pressure therein) (via at least one unillustrated conduit) is so to the simulator 70 attachable / tethered, that brake fluid from the spring chamber 80 via at least one volume exchange hole 84 is transferable into the expansion tank. A driver of the simulator 70 equipped vehicle can thus by means of its force applied to a tethered to the master cylinder brake actuator driver braking force on the master cylinder and the at least one connection bore 82 in the simulator 70 braking and an adjustment of the floor area 52 of the piston 50 cause from its initial position in a Einbremsrichtung.
Bis zu einem Kontakt des mittels der Fahrerbremskraft verstellten Kolbens 50 an seiner von dem Bodenbereich 52 weg gerichteten Seite mit einer ortsfesten Komponente/Gehäusekomponente 86 des Simulators 70 wirkt lediglich die mindestens eine Federkraft der mindestens einen Feder 76 und 78 der von dem Fahrer bewirkten Verstellbewegung des Bodenbereichs 52 des Kolbens 50 in die Einbremsrichtung entgegen. Ab einem Anstoßen des Kolbens 50 an seiner von dem Bodenbereich 52 weg gerichteten Seite mit der ortsfesten Komponente/Gehäusekomponente 86 ist der Bodenbereich 52 des Kolbens 50 unter einer Komprimierung zumindest des elastisch komprimierbaren Teils 54a des zylindrischen Bereichs 54 des Kolbens 50 noch weiter in die Einbremsrichtung verstellbar, jedoch ist zum weiteren Verstellen des Bodenbereichs 52 in die Einbremsrichtung zusätzlich zu der mindestens einen Federkraft der mindestens einen Feder 76 und 78 noch eine der elastischen Komprimierung des elastisch komprimierbaren Teils 54a entgegenwirkende Gegenkraft zu überwinden. Der mit dem Kolben 50 ausgestattete Simulator 70 hat deshalb eine Kraft-Volumenaufnahme-Kennlinie (bzw. eine Druck-Volumenaufnahme-Kennlinie), welche für eine große Volumenaufnahme in die Druckkammer 72 einen großen Kraftanstieg (bzw. einen großen Druckanstieg) aufweist. Up to a contact of the displaced by the driver's braking force piston 50 at his from the bottom area 52 directed away side with a stationary component / housing component 86 of the simulator 70 only the at least one spring force of the at least one spring acts 76 and 78 the adjustment movement of the floor area caused by the driver 52 of the piston 50 in the Einbremsrichtung contrary. From an abutment of the piston 50 at his from the bottom area 52 path directed side with the stationary component / housing component 86 is the floor area 52 of the piston 50 under a compression of at least the elastically compressible part 54a of the cylindrical area 54 of the piston 50 even further adjustable in the Einbremsrichtung, however, is for further adjustment of the floor area 52 in the Einbremsrichtung in addition to the at least one spring force of the at least one spring 76 and 78 nor one of the elastic compression of the elastically compressible part 54a overcome counteracting counterforce. The one with the piston 50 equipped simulator 70 Therefore, has a force-volume absorption characteristic (or a pressure-volume recording characteristic), which for a large volume intake into the pressure chamber 72 has a large increase in force (or a large increase in pressure).
Der Kolben 50 erfüllt somit in dem Simulator 70 zusätzlich zu seiner Kolbenfunktion noch eine Funktion einer Rohrfeder. Man kann dies auch damit umschreiben, dass ein Rohrfederbereich als zumindest der elastisch deformierbare Teil 54a des zylindrischen Bereichs 54 in die Kolbengeometrie des Kolbens 50 integriert ist. Bei einer großen Volumenaufnahme in die Druckkammer 72 bewirkt die Integration der Rohrfeder in den Kolben 50 einen vorteilhaften progressiven Kraftanstieg (bzw. einen vorteilhaften progressiven Druckanstieg). Gleichzeitig ist aufgrund der Integration der Rohrfeder in die Kolbengeometrie des Kolbens 50 kein zusätzliches Elastomer-Bauteil an der von dem Kolben 50 während seines Verstellwegs kontaktierten ortsfesten Komponente/Gehäusekomponente 86 anzubringen. Eine Ausstattung des Simulators 70 mit dem herkömmlicherweise noch benötigten zusätzlichen Elastomer-Bauteil kann somit entfallen. Dies erleichtert eine kleine und leichte Ausbildung des Simulators 70.The piston 50 thus fulfills in the simulator 70 in addition to its piston function still a function of a Bourdon tube. One can also rewrite this as having a tube spring area as at least the elastically deformable part 54a of the cylindrical area 54 in the piston geometry of the piston 50 is integrated. With a large volume intake into the pressure chamber 72 causes the integration of the Bourdon tube into the piston 50 a favorable progressive force increase (or a favorable progressive pressure increase). At the same time, due to the integration of the Bourdon tube in the piston geometry of the piston 50 no additional elastomeric component on the piston 50 during its adjustment contacted stationary component / housing component 86 to install. An equipment of the simulator 70 With the conventionally still required additional elastomer component can thus be omitted. This facilitates a small and easy training of the simulator 70 ,
In der Ausführungsform der 3a bis 3e dient ein Verschlussdeckel 86 als die von dem verstellten Kolbens 50 kontaktierte ortsfeste Komponente/Gehäusekomponente 86. Der Verschlussdeckel 86 dichtet beispielhaft ein Simulatorteilgehäuse (Teilgehäuse) 88 des Simulators 70 mit den darin ausgebildeten Bohrungen 82 und 84, bzw. die Federkammer 80, flüssigkeitsdicht nach Außen ab. Der Verschlussdeckel 86 kann beispielsweise durch Pressen oder Verstemmen flüssigkeitsdicht an dem Simulatorteilgehäuse 88 befestigt sein. Die Nutzung des Kolbens 50 ist jedoch nicht auf dessen Zusammenwirken mit einer als Verschlussdeckel 86 ausgebildeten ortsfesten Komponente/Gehäusekomponente 86 limitiert.In the embodiment of the 3a to 3e serves a closure lid 86 as the of the displaced piston 50 contacted stationary component / housing component 86 , The cap 86 seals by way of example a simulator part housing (partial housing) 88 of the simulator 70 with the holes formed therein 82 and 84 , or the spring chamber 80 , liquid-tight to the outside. The cap 86 For example, by pressing or caulking liquid-tight on the Simulatorteilgehäuse 88 be attached. Use of the piston 50 is not on its interaction with a closure cap 86 trained stationary component / housing component 86 limited.
Der Simulator 70 weist beispielhaft eine erste Feder 76 und eine zweite Feder 78 als die mindestens eine Feder 76 und 78 in der Federkammer 80 auf. Die erste Feder 76 hat eine niedrigere Federsteifigkeit als die zweite Feder 78. Ein anfängliches Verstellen des Kolbens 50 aus seiner Ausgangsstellung führt deshalb zuerst zu einer Deformierung der ersten Feder 76, wodurch ein Jump-In-Arbeitsbereich des Simulators 70 simulierbar ist. Die erste Feder 76 kann deshalb auch als Jump-In-Feder bezeichnet werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Verwendbarkeit des Kolbens 50 nicht auf ein Zusammenwirken mit genau zwei Federn 76 und 78 beschränkt ist. The simulator 70 exemplifies a first spring 76 and a second spring 78 than the at least one spring 76 and 78 in the spring chamber 80 on. The first spring 76 has a lower spring stiffness than the second spring 78 , An initial adjustment of the piston 50 from its initial position therefore first leads to a deformation of the first spring 76 , creating a jump-in workspace of the simulator 70 is simulated. The first spring 76 Therefore, it can also be called a jump-in spring. It is noted, however, that the usability of the piston 50 not to interact with exactly two springs 76 and 78 is limited.
In der Ausführungsform der 3a bis 3e ist der Kolben 50 als Teil einer in 3b vergrößert dargestellten Vorbaugruppe/vormontierbaren Simulatorbaugruppe in dem Simulator 70 einsetzbar. Dazu erstreckt sich ein Stift 90, welcher an dem Verschlussdeckel 86 befestigt ist, durch die in dem Bodenbereich 52 des Kolbens 50 ausgebildete Öffnung 60. Die erste Feder 76 stützt sich auf einer ersten Seite an dem Verschlussdeckel 86 und auf einer von dem Verschlussdeckel 86 weg gerichteten zweiten Seite an einer Innenbodenfläche eines Federtellers 92 ab. Die zweite Feder 78 erstreckt sich teilweise durch ein von dem Bodenbereich 52 und dem zylindrischen Bereich 54 aufgespanntes Innenvolumen des Kolbens 50. Während eine erste Seite der zweiten Feder 78 an dem Bodenbereich 52 des Kolbens 50 anliegt, stützt sich eine von dem Bodenbereich 52 weg gerichtete zweite Seite der zweiten Feder 78 an einer von dem Verschlussdeckel 86 weg gerichteten Fläche eines Flansches des Federtellers 92 ab. Die Anordnung der zweiten Feder 78 zumindest teilweise in dem Innenvolumen des Kolbens 50 erlaubt eine Ausstattung des Simulators 70 mit einer kleineren zweiten Feder 78. Der Simulator 70 benötigt deshalb nur relativ wenig Bauraum und ist damit leicht in einem Fahrzeugbremssystem/an einem Fahrzeug verbaubar. In the embodiment of the 3a to 3e is the piston 50 as part of a 3b enlarged pre-assembly / pre-assembled simulator assembly in the simulator 70 used. For this purpose, a pen extends 90 , which on the closure lid 86 is fixed by in the bottom area 52 of the piston 50 trained opening 60 , The first spring 76 rests on a first side on the closure lid 86 and on one of the closure lid 86 directed away second side on an inner bottom surface of a spring plate 92 from. The second spring 78 partially extends through one of the bottom area 52 and the cylindrical area 54 clamped internal volume of the piston 50 , While a first side of the second spring 78 at the bottom area 52 of the piston 50 rests, one of the floor area is supported 52 directed second side of the second spring 78 at one of the closure lid 86 directed away surface of a flange of the spring plate 92 from. The arrangement of the second spring 78 at least partially in the internal volume of the piston 50 allows an equipment of the simulator 70 with a smaller second spring 78 , The simulator 70 Therefore requires only a relatively small amount of space and is thus easily installed in a vehicle brake system / on a vehicle.
Wie in 3b dargestellt, stützt sich der Kolben 50 mittels der mindestens einen Feder 76 und 78 von dem Verschlussdeckel 86 ab. Die mindestens eine Feder 76 und 78, speziell die erste Feder 76 mit der kleineren Federsteifigkeit, ist mittels einer auf dem Stift 90 verpressten Haltescheibe 94 vorgespannt. Die in 3b dargestellte Vorbaugruppe kann vor ihrer Anordnung in dem Simulatorteilgehäuse 88 geprüft und/oder bezüglich einer bevorzugten Kennlinie konfiguriert werden. Beispielsweise können über ein Verpressen der Haltescheibe 94 mit dem Stift 90 Toleranzen ausgeglichen werden.As in 3b represented, the piston is supported 50 by means of the at least one spring 76 and 78 from the closure lid 86 from. The at least one spring 76 and 78 , especially the first spring 76 with the smaller spring stiffness, is by means of one on the pin 90 pressed holding disc 94 biased. In the 3b Pre-assembly shown can be prior to their placement in the Simulatorteilgehäuse 88 checked and / or configured with respect to a preferred characteristic. For example, about a pressing of the retaining disc 94 with the pen 90 Tolerances are compensated.
Der Stift 90 kann in den Verschlussdeckel 86 eingepresst sein. Danach können nacheinander die einzelnen Bauteile 50, 74 bis 78 und 92 auf dem Stift 90 aufgereiht werden. Über ein Verpressen der Haltescheibe 94 mit dem Stift 90 kann ein Abgleiten der einzelnen Bauteile 50, 74 bis 78 und 92 verhindert werden.The pencil 90 can in the cap 86 be pressed. Then you can successively the individual components 50 . 74 to 78 and 92 on the pen 90 be lined up. About pressing the retaining disk 94 with the pen 90 can slippage of the individual components 50 . 74 to 78 and 92 be prevented.
Anhand der 3c bis 3e wird nachfolgend nochmals auf die Funktionsweise des Simulators 70 eingegangen:
Zu Beginn eines Einbremsens des Fahrers in den Simulator 70 wird der (in 3a in seiner Ausgangsstellung gezeigte) Bodenbereich 52 des Kolbens 50 zuerst unter einer Komprimierung ausschließlich der ersten Feder 76 in die Federkammer 80 hineinverstellt. Während dieses Vorgangs verbleibt die zweite Feder 78 vorzugsweise in ihrer (vorgespannten) Ausgangsform, so dass nur eine Federkraft der ersten Feder 76 dem anfänglichen Verstellen des Bodenbereichs 52 des Kolbens 50 aus seiner Ausgangsstellung entgegen wirkt. Der in den Simulator 70 einbremsende Fahrer muss deshalb vergleichsweise wenig Fahrerbremskraft zum anfänglichen Verstellen des Bodenbereichs 52 des Kolbens 50 aus seiner Ausgangsstellung aufbringen. Die Kraft-Volumenaufnahme-Kennlinie des Simulators 70 weist somit einen Jump-In-Arbeitsbereich auf. Based on 3c to 3e Below is again on the operation of the simulator 70 received:
At the beginning of a braking of the driver in the simulator 70 will the (in 3a in its initial position shown) floor area 52 of the piston 50 first under compression of only the first spring 76 in the spring chamber 80 hineinverstellt. During this process, the second spring remains 78 preferably in its (preloaded) initial shape, so that only a spring force of the first spring 76 the initial adjustment of the floor area 52 of the piston 50 counteracts from its initial position. The one in the simulator 70 braking driver therefore has comparatively little driver braking power for initially adjusting the ground area 52 of the piston 50 from his initial position apply. The force-volume absorption characteristic of the simulator 70 thus has a jump-in workspace.
Erst ab einem in 3c dargestellten Kontakt zwischen dem Flansch des Federtellers 92 und dem Verschlussdeckel 86 erfolgt das weitere Hineinverstellen des Kolbens 50 in die Federkammer 80 unter einer Verformung der zweiten Feder 78. Aufgrund der dem weiteren Hineinverstellen des Kolbens 50 entgegenwirkende Federkraft der zweiten Feder 78 muss der Fahrer nach dem Überwinden des Jump-In-Arbeitsbereichs eine deutlich höhere Fahrerbremskraft zum Einbremsen ist den Simulator 70 aufbringen. Die Kraft-Volumenaufnahme-Kennlinie des Simulators 70 entspricht somit der eines standardgemäßen Bremssystems. Der Fahrer hat somit trotz seines Einbremsens in den Simulator 70 ein standardgemäßes Bremsbetätigungsgefühl (Pedalgefühl).Only from one in 3c shown contact between the flange of the spring plate 92 and the closure lid 86 the further adjustment of the piston takes place 50 in the spring chamber 80 under a deformation of the second spring 78 , Due to the further adjustment of the piston 50 counteracting spring force of the second spring 78 After overcoming the jump-in workspace, the driver needs a significantly higher driver braking force to slow down the simulator 70 muster. The force-volume absorption characteristic of the simulator 70 thus corresponds to that of a standard braking system. The driver thus has despite his braking in the simulator 70 a standard brake feel (pedal feel).
3d zeigt den Simulator 70 in einer Betriebssituation (nach dem Überwinden des Jump-In-Arbeitsbereichs), in welcher der (noch unkomprimierte) Kolben 50 auf seiner von der Druckkammer 72 weg gerichteten Seite den Verschlussdeckel 86 kontaktiert. Ein weiteres Vergrößern des mit Bremsflüssigkeit befüllbaren Volumens der Druckkammer 72 mittels der Fahrerbremskraft erfolgt unter einer elastischen Verformung zumindest des elastisch komprimierbaren Teils 54a des Kolbens 50. Der Fahrer muss deshalb zum Vergrößern des mit Bremsflüssigkeit befüllbaren Volumens der Druckkammer 72 mittels seiner Fahrerbremskraft nicht nur die Federkraft der zweiten Feder 78, sondern auch die der elastischen Verformung des Teils 54a des Kolbens 50 entgegenwirkende Gegenkraft überwinden. Somit entsteht eine progressive Kraft-Volumenaufnahme-Kennlinie (bzw. eine progressive Druck-Volumenaufnahme-Kennlinie) beim weiteren Vergrößern des mit Bremsflüssigkeit befüllbaren Volumens der Druckkammer 72. 3d shows the simulator 70 in an operational situation (after overcoming the jump-in workspace), in which the (still uncompressed) piston 50 on his from the pressure chamber 72 directed away the closure lid 86 contacted. Further increase the volume of the pressure chamber that can be filled with brake fluid 72 by means of the driver braking force takes place under an elastic deformation of at least the elastically compressible part 54a of the piston 50 , The driver must therefore increase the volume of the pressure chamber that can be filled with brake fluid 72 not only the spring force of the second spring by means of its driver braking force 78 , but also the elastic deformation of the part 54a of the piston 50 overcome counteracting counterforce. Thus, a progressive force-volume absorption characteristic curve (or a progressive pressure-volume absorption characteristic curve) results from the further enlargement of the volume of the pressure chamber which can be filled with brake fluid 72 ,
Die vorausgehenden Beschreibungen beziehen sich auf einen als eigenes Bauteil ausgebildeten Simulator 70. Alternativ kann mittels des Kolbens 50 jedoch auch eine in einem Hydraulikaggregat ausgebildete Kolben-Zylinder-Vorrichtung, wie beispielsweise eine in das Hydraulikaggregat integrierte Simulatorvorrichtung, realisiert werden. In diesem Fall wird der Kolben 50, beispielsweise als Teil der Vorbaugruppe, in das Hydraulikaggregat eingesetzt, insbesondere bevor der Verschlussdeckel 86 fest an dem Hydraulikaggregat angeordnet wird. Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind somit auch für ein Hydraulikaggregat nutzbar.The preceding descriptions refer to a trained as a separate component simulator 70 , Alternatively, by means of the piston 50 However, also in a hydraulic unit formed piston-cylinder device, such as a built-in hydraulic unit simulator device can be realized. In this case, the piston 50 For example, as part of the pre-assembly, inserted into the hydraulic unit, in particular before the closure cap 86 is fixedly arranged on the hydraulic unit. The advantages described above are therefore also usable for a hydraulic unit.
4 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugbremssystems. 4 shows a schematic representation of the vehicle braking system.
Das in 4 schematisch dargestellte Bremssystem weist beispielhaft zwei Simulatoren 70 auf. (Jeder der Simulatoren 70 kann ein eigenes Bauteil oder in ein Hydraulikaggregat des Fahrzeugbremssystems integriert sein.) Die beiden Simulatoren 70 können, optionaler Weise über ein Simulatorventil 100 und/oder über ein Rückschlagventil 104, an mindestens einer Druckkammer eines Hauptbremszylinders 102 angebunden sein. Des Weiteren sind die Simulatoren 70 über mindestens eine Ansaugleitung 106 an einen Ausgleichsbehälter/ein Bremsflüssigkeitsreservoir 108 des Bremssystems angebunden. Durch eine parallele Anbindung mehrerer Simulatoren 70 an den Hauptbremszylinder 102 kann während eines Einbremsens eines Fahrers in die Simulatoren 70 eine Länge des jeweils an jedem Simulator 70 auftretenden Hubs verkürzt werden. Die Anzahl der parallel zueinander angeordneten Simulatoren 70 kann jedoch frei gewählt werden. Die Ausstattung des Bremssystems der 4 mit genau zwei Simulatoren 70 ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Auch bei einer Ausstattung des Bremssystems mit nur einem Simulator 70 ist ein für den Benutzer akzeptables Bremsbetätigungsgefühl (Pedalgefühl) mit einer speziell abgestimmten Kennlinie erzeugbar.This in 4 schematically illustrated brake system has two simulators by way of example 70 on. (Each of the simulators 70 can be a separate component or integrated into a hydraulic power unit of the vehicle brake system.) The two simulators 70 can, optionally, via a simulator valve 100 and / or via a check valve 104 , at least one pressure chamber of a master cylinder 102 be connected. Furthermore, the simulators 70 via at least one suction line 106 to a surge tank / a brake fluid reservoir 108 connected to the brake system. Through a parallel connection of several simulators 70 to the master cylinder 102 can during a braking of a driver in the simulators 70 a length of each on each simulator 70 occurring hubs are shortened. The number of simulators arranged parallel to each other 70 but can be chosen freely. The equipment of brake system of 4 with exactly two simulators 70 is merely an example. Even with an equipment of the brake system with only one simulator 70 is a user-acceptable brake actuation feeling (pedal feel) can be generated with a specially tuned characteristic curve.
Das Bremssystem der 4 weist beispielhaft zwei Bremskreise 110a und 110b auf. Jeder Bremskreis 110a und 110b hat zwei Radbremszylinder 112, je ein Radeinlassventil 114 pro Radbremszylinder 112 und je ein Radauslassventil 116 pro Radbremszylinder 112. Über je ein erstes Trennventil 118 ist jeder Bremskreis 110a und 110b an dem Hauptbremszylinder 102 angebunden. Außerdem ist jeder Bremskreis 110a und 110b über je ein zweites Trennventil 120 an eine motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung 122 (z.B. einen Plunger) angebunden. Nach dem Schließen des jeweiligen ersten Trennventils 118 ist damit der mindestens eine in den Radbremszylindern 112 des jeweiligen Bremskreises 110a oder 110b vorliegende Bremsdruck auch unabhängig von einer Betätigung eines an dem Hauptbremszylinder 102 angebundenen Bremsbetätigungselements/Bremspedals 124 mittels der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 122 einstellbar. Des Weiteren kann das Bremssystem noch mindestens einen Vordrucksensor 126 und/oder mindestens einen Drucksensor 128 haben. Wahlweise kann das Bremssystem noch mit mindestens einem Bremsbetätigungs-Sensor 130, z.B. einem Pedalwegsensor und/oder einem Stangenwegsensor 130, ausgestattet sein.The braking system of 4 exemplifies two brake circuits 110a and 110b on. Every brake circuit 110a and 110b has two wheel brake cylinders 112 , one wheel inlet valve each 114 per wheel brake cylinder 112 and one wheel outlet valve each 116 per wheel brake cylinder 112 , Each with a first isolation valve 118 is every brake circuit 110a and 110b on the master cylinder 102 tethered. Besides, every brake circuit is 110a and 110b via a second isolation valve 120 to a motorized piston-cylinder device 122 (eg a plunger) connected. After closing the respective first isolation valve 118 is thus the at least one in the wheel brake cylinders 112 of the respective brake circuit 110a or 110b present brake pressure and independent of an operation of the master cylinder 102 tethered brake actuator / brake pedals 124 by means of the motorized piston-cylinder device 122 adjustable. Furthermore, the brake system can still at least one form sensor 126 and / or at least one pressure sensor 128 to have. Optionally, the brake system can still with at least one brake actuation sensor 130 , eg a pedal travel sensor and / or a rod travel sensor 130 be equipped.
5 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für einen Kolben für eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung eines Fahrzeugbremssystems. 5 FIG. 12 is a flowchart for explaining an embodiment of the manufacturing method for a piston for a piston-cylinder device of a vehicle brake system. FIG.
Mittels der im Weiteren beschriebenen Verfahrensschritte S1 und S2 wird der Kolben derart gebildet, dass der spätere Kolben in der jeweiligen Kolben-Zylinder-Vorrichtung (z.B. einer Simulatorvorrichtung) so verstellbar anordbar ist, dass eine Druckkammer der Kolben-Zylinder-Vorrichtung mittels des Kolbens begrenzbar ist und der Kolben entgegen mindestens einer Federkraft mindestens einer Feder der Kolben-Zylinder-Vorrichtung so verstellbar ist, dass ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen der Druckkammer steigerbar ist. Außerdem wird der Kolben mit einem Bodenbereich und einem zylindrischen Bereich ausgebildet, wobei zumindest ein Teil des zylindrischen Bereichs des Kolbens elastisch komprimierbar ausgebildet wird.By means of the method steps S1 and S2 described below, the piston is formed such that the later piston in the respective piston-cylinder device (eg a simulator device) can be arranged so adjustably that a pressure chamber of the piston-cylinder device by means of the piston can be limited is and the piston against at least one spring force of at least one spring of the piston-cylinder device is adjustable so that a fillable with brake fluid volume of the pressure chamber is steigerbar. In addition, the piston is formed with a bottom portion and a cylindrical portion, wherein at least a part of the cylindrical portion of the piston is formed to be elastically compressible.
In einem Verfahrensschritt S1 wird ein Blechteil, von dem zumindest der mit mehreren durchgehenden Löchern ausgebildeter Teil elastisch komprimierbar ist, zu dem eine Mittellängsachse/Rotationsachse umgebenden zylindrischen Bereich des späteren Kolbens gerollt. Dies geschieht derart, dass der elastisch komprimierbare Teil des Blechteils radial um die Rotationsachse verläuft. Das Blechteil kann beispielsweise aus einem Blecht ausgestanzt werden, wobei vor oder nach dem Ausstanzen des Blechteils die Löcher in dem späteren elastisch komprimierbaren Teil ausgebildet werden.In a method step S1, a sheet-metal part, of which at least the part formed with a plurality of through-holes is elastically compressible, is rolled to the cylindrical area of the later piston surrounding a central longitudinal axis / rotation axis. This is done in such a way that the elastically compressible part of the sheet metal part extends radially around the axis of rotation. The sheet metal part can for example be punched out of a metal sheet, wherein before or after the punching of the sheet metal part, the holes are formed in the later elastically compressible part.
In einem Verfahrensschritt S2 wird der gerollte zylindrische Bereich an dem Bodenbereich des späteren Kolbens befestigt. Beispielsweise wird der gerollte zylindrische Bereich durch Schweißen mit dem Bodenbereich des späteren Kolbens verbunden. In a method step S2, the rolled cylindrical region is fastened to the bottom region of the later piston. For example, the rolled cylindrical portion is joined by welding to the bottom portion of the later piston.
Die oben beschriebenen Verfahrensschritte S1 und S2 geben lediglich eine Möglichkeit zum Herstellen des vorteilhaften Kolbens an. Als Alternative zu den Verfahrensschritten S1 und S2 kann der oben beschriebene vorteilhafte Kolben auch einteilig ausgebildet werden. Ebenso kann der zylindrische Bereich des Kolbens tiefgezogen werden.The method steps S1 and S2 described above indicate only one possibility for producing the advantageous piston. As an alternative to the method steps S1 and S2, the advantageous piston described above can also be formed in one piece. Likewise, the cylindrical portion of the piston can be deep-drawn.
In einem optionalen weiteren Verfahrensschritt S3 kann der Kolben derart verstellbar in einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung oder einem Hydraulikaggregat eingesetzt werden, dass eine Druckkammer der Kolben-Zylinder-Vorrichtung oder des Hydraulikaggregats mittels des Kolbens begrenzt ist und der Kolben (bei einem späteren Betrieb der Kolben-Zylinder-Vorrichtung oder des Hydraulikaggregats) entgegen mindestens einer Federkraft mindestens einer Feder des Simulators oder des Hydraulikaggregats so verstellt wird, dass ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen der Druckkammer gesteigert wird. Eine vorteilhafte Möglichkeit zum Anordnen des Kolbens als Teil einer Vorbaugruppe ist oben schon beschrieben.In an optional further method step S3, the piston can be used so adjustably in a piston-cylinder device or a hydraulic unit, that a pressure chamber of the piston-cylinder device or the hydraulic unit is limited by the piston and the piston (in a later operation of the Piston-cylinder device or the hydraulic unit) against at least one spring force of at least one spring of the simulator or the hydraulic unit is adjusted so that a volume of the pressure chamber can be filled with brake fluid is increased. An advantageous possibility for arranging the piston as part of a pre-assembly is already described above.
