DE102014215076A1

DE102014215076A1 - Fahrerbremskraftsimulator für ein Bremssystem eines Fahrzeugs und Herstellungsverfahren für einen Fahrerbremskraftsimulator

Info

Publication number: DE102014215076A1
Application number: DE102014215076.0A
Authority: DE
Inventors: Matthias Mayr; Andreas Weh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-02-04
Also published as: US10053073B2; US20160031424A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrerbremskraftsimulator (10) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit mindestens einer Feder (20a bis 20c, 22), und einem verstellbaren Kolben (14), welcher eine in dem Fahrerbremskraftsimulator (10) ausgebildete Druckkammer (16) begrenzt und welcher aus seiner Ausgangsstellung entgegen einer Federkraft der mindestens einen Feder (20a bis 20c, 22) um einen vorgegebenen maximalen Verstellweg (s0) in eine erste Richtung (18a) derart verstellbar ist, dass ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen der Druckkammer (16) steigerbar ist, wobei der Fahrerbremskraftsimulator (10) zumindest mehrerer Tellerfedern (20a bis 20c) als die mindestens eine Feder (20a bis 20c, 22) umfasst. Ebenso betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen Fahrerbremskraftsimulator (10) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs durch Abstützen eines verstellbaren Kolbens (14) des Fahrerbremskraftsimulators (10) mittels mindestens einer Feder (20a bis 20c, 22), wobei der verstellbare Kolben (14) mit zumindest mehreren Tellerfedern (20a bis 20c) als der mindestens einen Feder (20a bis 20c, 22) abgestützt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrerbremskraftsimulator für ein Bremssystem eines Fahrzeugs und ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit mindestens einem Fahrerbremskraftsimulator. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen Fahrerbremskraftsimulator für ein Bremssystem eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
In der DE 10 2011 085 986 A1 ist eine Bremsanlage für ein Fahrzeug beschrieben. Die Bremsanlage umfasst einen Hauptbremszylinder und eine an dem Hauptbremszylinder hydraulisch angebundene Simulationseinrichtung. Die Simulationseinrichtung weist einen verstellbaren Kolben auf, welcher aus seiner Ausgangsstellung entgegen einer Federkraft einer Feder der Simulationseinrichtung so verstellbar ist, dass ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen einer Druckkammer der Simulationseinrichtung steigerbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft einen Fahrerbremskraftsimulator für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Herstellungsverfahren für einen Fahrerbremskraftsimulator für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft Fahrerbremskraftsimulatoren, welche aufgrund ihrer Ausstattung mit mehreren Tellerfedern einem Benutzer ein vorteilhaftes (standardgemäßes) Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl vermittelt und gleichzeitig vergleichsweise wenig Bauraum benötigen. Die geschaffene Reduzierung des benötigten Bauraums der erfindungsgemäßen Fahrerbremskraftsimulatoren gegenüber dem Stand der Technik erleichtern eine Integration mindestens eines erfindungsgemäßen Fahrerbremskraftsimulators in einen Hydraulikblock/ein Hydraulikaggregat. Gleichzeitig bietet die vorliegende Erfindung eine kostengünstige Lösung zur Ausstattung eines Bremssystems mit mindestens einem Fahrerbremskraftsimulator unter Nutzung der leichten Herstellbarkeit von Tellerfedern. Wie unten genauer ausgeführt wird, lassen sich bei einem Fahrerbremskraftsimulator mit mehreren Tellerfedern auch leicht Simulations-Kennlinien (Kraft-Weg-Kurven) mit einem progressiven Verlauf ausbilden. Die vorliegende Erfindung trägt damit auch zur Steigerung eines Komforts für einen Fahrer während der Benutzung eines Bremsbetätigungselements (Bremspedals) seines Fahrzeugs zur Bremswunschvorgabe bei.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Fahrerbremskraftsimulator als Tellerfedern mindestens eine erste Tellerfeder mit einer ersten Federsteifigkeit-Kennlinie und mindestens eine zweite Tellerfeder mit einer von der ersten Federsteifigkeit-Kennlinie abweichenden zweiten Federsteifigkeit-Kennlinie. Die unterschiedlichen Federsteifigkeit-Kennlinien der Tellerfedern lassen sich leicht durch verschiedene Dicken und/oder Formen der Tellerfedern ausbilden. Wie unten genauer ausgeführt wird, kann insbesondere durch die Realisierung der mindestens zwei verschiedenen Federsteifigkeit-Kennlinien der Tellerfedern ein progressiver Verlauf mindestens einer Simulations-Kennlinie des Fahrerbremskraftsimulators sichergestellt werden.
Vorzugsweise sind die Tellerfedern auf einem Tellerfederstift derart angeordnet, dass eine Mittellängsachse des Tellerfederstifts mittig durch die Tellerfedern verläuft. Die Tellerfedern können somit leicht in Serie angeordnet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Fahrerbremskraftsimulator zusätzlich zu den Tellerfedern noch mindestens eine weitere Feder als die mindestens eine Feder, wobei die mindestens eine weitere Feder den verstellbaren Kolben so mitabstützt, dass der verstellbare Kolben aus seiner Ausgangsstellung unter einer Verformung der mindestens einen weiteren Feder in die erste Richtung um einen Teilweg des maximalen Verstellwegs in eine Zwischenstellung verstellbar ist, bei welcher die Tellerfedern noch in ihren Ausgangsformen vorliegen, und anschließend der verstellbare Kolben unter einer Verformung der Tellerfedern um einen Restweg des maximalen Verstellwegs in die erste Richtung verstellbar ist. In diesem Fall schafft die Ausstattung des Fahrerbremskraftsimulators mit der mindestens einen weiteren Feder auf kostengünstige Weise einen Jump-In-Bereich an der Simulations-Kennlinie (Kraft-Weg-Kennlinie) des Fahrerbremskraftsimulators.
Beispielsweise kann der Fahrerbremskraftsimulator zumindest eine Spiralfeder als die mindestens eine weitere Feder umfassen. Wie unten genauer ausgeführt wird, ist die Ausstattung des Fahrerbremskraftsimulators mit der Spiralfeder zusätzlich zu den Tellerfedern ohne eine nennenswerte Steigerung eines Bauraumbedarfs des Fahrerbremskraftsimulators möglich.
Insbesondere können zumindest einige der Tellerfedern in einem von der Spiralfeder aufgespannten Innenvolumen angeordnet sein. In diesem Fall bleibt der Bauraumbedarf des Fahrerbremskraftsimulators trotz seiner Ausstattung mit der zusätzlichen Spiralfeder (nahezu) gleich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Spiralfeder auf einer ersten Seite an dem verstellbaren Kolben und an einer gegenüberliegenden zweiten Seite an einer auf dem Tellerfederstift angeordneten verstellbaren Scheibe abgestützt. Damit ist sicherstellbar, dass einem Einbremsen in den Fahrerbremskraftsimulator anfangs kaum eine Gegenkraft entgegenwirkt.
In einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform kann der Fahrerbremskraftsimulator ein Führungsblech umfassen, dessen Bodenfläche zwischen dem verstellbaren Kolben und einer zu der Druckkammer nächstliegenden Tellerfeder der Tellerfedern angeordnet ist und dessen mindestens eine Seitenwand sich entlang einiger der Tellerfedern erstreckt, wobei die Spiralfeder auf der ersten Seite an dem verstellbaren Kolben und an der gegenüberliegenden zweiten Seite an einem Flansch des Führungsblechs abgestützt ist. Auch dies gewährleistet den in dem vorausgehenden Absatz beschriebenen Vorteil.
Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einem Bremssystem für ein Fahrzeug mit mindestens einem derartigen Fahrerbremskraftsimulator gewährleistet.
Auch ein Ausführen des korrespondierenden Herstellungsverfahrens für einen Fahrerbremskraftsimulator für ein Bremssystem eines Fahrzeugs schafft die oben beschriebenen Vorteile. Das Herstellungsverfahren ist gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen des Fahrerbremskraftsimulators weiterbildbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
1a bis 1d schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform des Fahrerbremskraftsimulators;
2a und 2b eine schematische Teildarstellung einer zweiten Ausführungsform des Fahrerbremskraftsimulators und ein Koordinatensystem zum Erläutern von deren Funktionsweise;
3a bis 3d schematische Darstellungen einer dritten Ausführungsform des Fahrerbremskraftsimulators;
4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Bremssystems;
5a bis 5d schematische Darstellungen zum Erläutern einer ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für einen Fahrerbremskraftsimulator für ein Bremssystem eines Fahrzeugs; und
6a bis 6e schematische Darstellungen zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für einen Fahrerbremskraftsimulator für ein Bremssystem eines Fahrzeugs.
Ausführungsformen der Erfindung
1a bis 1d zeigen schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform des Fahrerbremskraftsimulators.
Der in den 1a bis 1d (zumindest teilweise) schematisch dargestellte Fahrerbremskraftsimulator 10 ist in einem Bremssystem eines Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs einsetzbar. Beispielsweise kann der Fahrerbremskraftsimulator 10 (ohne ein eigenes Gehäuse) in ein Hydraulikaggregat/einen Hydraulikblock 12 des Bremssystems integriert sein, wie dies in 1b bis 1d dargestellt ist. Als Alternative dazu kann der Fahrerbremskraftsimulator 10 jedoch auch als eigenes kompaktes Bauteil (mit einem eigenen Gehäuse) in dem Bremssystem verbaut/verbaubar sein. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verwendbarkeit des Fahrerbremskraftsimulators 10 nicht auf einen bestimmten Bremssystemtyp oder auf einen bestimmten Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp limitiert ist.
Der Fahrerbremskraftsimulator 10 hat einen verstellbaren Kolben 14, welcher eine in dem Fahrerbremskraftsimulator 10 ausgebildete Druckkammer 16 begrenzt. Der verstellbare Kolben 14 ist aus seiner Ausgangsstellung um einen vorgegebenen maximalen Verstellweg s0 in eine erste Richtung 18a derart verstellbar, dass ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen der Druckkammer 16 steigerbar ist (vergleiche 1b bis 1d). Entsprechend kann der verstellbare Kolben 14 auch in eine der ersten Richtung 18a entgegengesetzte zweite Richtung 18b derart verstellbar sein, dass das mit Bremsflüssigkeit befüllbare Volumen der Druckkammer 16 reduzierbar ist. Einer Verstellbewegung des verstellbaren Kolbens 14 aus seiner Ausgangsstellung in die erste Richtung 18a um den vorgegebenen maximalen Verstellweg s0 wirkt eine Federkraft mindestens einer Feder 20a bis 20c und 22 des Fahrerbremskraftsimulators 10 entgegen, wobei der Fahrerbremskraftsimulator 10 zumindest mehrere Tellerfedern 20a bis 20c als die mindestens eine Feder 20a bis 20c und 22 umfasst.
Unter der Ausgangsstellung kann eine Stellung des verstellbaren Kolbens 14 verstanden werden, in welcher der verstellbare Kolben 14 mittels der Federkraft der mindestens einen Feder 20a bis 20c und 22 des Fahrerbremskraftsimulators 10 gehalten wird, sofern keine Druckkraft auf den verstellbaren Kolben 14 ausgeübt wird. Insbesondere sofern kein Bremsflüssigkeitsvolumen in die Druckkammer 16 gedrückt wird liegt der verstellbare Kolben 14 in seiner (kraftlosen) Ausgangsstellung vor. Die Formen der (evtl. vorgespannten) Tellerfedern 20a bis 20c bei einem Vorliegen des verstellbaren Kolbens 14 in seiner Ausgangsstellung können als (vorgespannte) Ausgangsformen bezeichnet werden.
Die Tellerfedern 20a bis 20c des Fahrerbremskraftsimulators 10 können auch als Blattfedern 20a bis 20c umschrieben werden. Tellerfedern 20a bis 20c sind kostengünstig herstellbar und über eine relativ lange Betriebszeit mit einem vernachlässigbar geringen Beschädigungsrisiko zur Simulation verwendbar. Die zumindest mittels der Tellerfedern 20a bis 20c bewirkbare Federkraft, welche der Verstellbewegung des verstellbaren Kolbens 14 in die erste Richtung 18a entlang des maximalen Verstellwegs s0 entgegenwirkt, kann deshalb selbst bei einer relativ kleinen Ausbildung der Tellerfedern 20a bis 20c zumindest abschnittweise signifikant sein. Deshalb ist der mit den Tellerfedern 20a bis 20c ausgestattete Fahrerbremskraftsimulator 10 mit einem vergleichsweise geringen Bauraumbedarf ausbildbar. Dies erleichtert insbesondere eine Integration des Fahrerbremskraftsimulators 10 in das Hydraulikaggregat 12. Außerdem ist auch das Verbauen eines als eigenes Bauteil ausgebildeten Fahrerbremskraftsimulators 10 mit Tellerfedern 20a bis 20c an einem fahrzeugeigenen Bremssystem erleichtert.
Wie anhand der vergrößerten Teildarstellung des Fahrerbremskraftsimulators 10 in der 1a erkennbar ist, weist der hier beschriebene Fahrerbremskraftsimulator 10 als Tellerfedern 20a bis 20c zumindest mindestens eine erste Tellerfeder 20a mit einer ersten Federsteifigkeit-Kennlinie und mindestens eine zweite Tellerfeder 20b mit einer von der ersten Federsteifigkeit-Kennlinie abweichenden zweiten Federsteifigkeit-Kennlinie auf. Insbesondere hat der Fahrerbremskraftsimulator 10 mehrere erste Tellerfedern 20a, mehrere zweite Tellerfedern 20b und mehrere dritte Tellerfedern 20c, wobei die dritten Tellerfedern 20c eine von der ersten Federsteifigkeit-Kennlinie und der zweiten Federsteifigkeit-Kennlinie abweichende dritte Federsteifigkeit-Kennlinie haben. Die Federsteifigkeit-Kennlinien der Tellerfedern 20a bis 20c sind so festgelegt, dass das Verstellen des verstellbaren Kolbens 14 aus seiner Ausgangsstellung in die erste Richtung 18a zuerst unter einer Verformung der ersten Tellerfedern 20a, dann unter einer Verformung der zweiten Tellerfedern 20b und abschließend unter einer Verformung der dritten Tellerfedern 20c erfolgt. Wie unten genauer beschrieben wird, führt dies zu einem progressiven Verlauf der zumindest mittels der Tellerfedern 20a bis 20c realisieren Federkraft, welche dem Verstellen des verstellbaren Kolbens 14 aus seiner Ausgangsstellung in die erste Richtung 18a entlang des maximalen Verstellwegs s0 zumindest abschnittweise entgegenwirkt.
Die Tellerfedern 20a bis 20c sind in der dargestellten Ausführungsform auf einem Tellerfederstift 24 (oder einer Hülse) derart angeordnet, dass eine Mittellängsachse 26 des Tellerfederstifts 24 mittig durch die Tellerfedern 20a bis 20c verläuft. Die auf dem Tellerfederstift 24 angeordneten Tellerfedern 20a bis 20c bilden somit ein Tellerfederpaket. Man kann dies auch damit umschreiben, dass die Tellerfedern 20a bis 20c auf dem Tellerfederstift 24 direkt aufeinander geschichtet sind. Der Tellerfederstift 24 kann gehärtet sein. Die Schichtung der Tellerfedern 20a bis 20c ist so ausbildbar, dass ihr Einfluss auf die Reibung vernachlässigbar ist. Ein Loslösen der Tellerfedern 20a bis 20c von dem Tellerfederstift 24 (Führungsstift) ist auf einer ersten Seite des Tellerfederstifts 24 mittels eines formschlüssigen Kopfes 28 des Tellerfederstifts 24 (bzw. eines an der Hülse ausgeprägten Kragens) und auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Tellerfederstifts 24 mittels einer auf den Tellerfederstift 24 (oder der Hülse) aufgepressten Scheibe 30 verhinderbar. Die auf dem Tellerfederstift 24 angeordneten Tellerfedern 20a bis 20c bilden somit eine kompakte Vorbaugruppe (Baugruppen-Einheit), welche einfach in dem Fahrerbremskraftsimulator 10 montierbar/verbaubar ist. Die Vorbaugruppe kann vor einem Einsetzten in den Fahrerbremskraftsimulator geprüft und/oder (bezüglich einer von einem Kunden gewünschten Kennlinie) konfektioniert werden.
Außerdem kann zwischen der von der Druckkammer 16 am weitesten entfernten Tellerfeder 20a und dem formschlüssigen Kopf 28 des Tellerfederstifts 24 noch eine bewegliche Scheibe 32 angeordnet sein. Die vorteilhafte Funktion der beweglichen Scheibe 32 wird unten noch genauer ausgeführt.
Wie in 1b bis 1c erkennbar, können zumindest die Tellerfedern 20a bis 20c des Fahrerbremskraftsimulators 10 in einer Federkammer 34 angeordnet sein, welche mittels mindestens eines (in den verstellbaren Kolben 14 eingesetzten) Dichtelements 36, wie beispielsweise einer Lippendichtung 36, flüssigkeitsdicht von der Druckkammer 16 abgedichtet ist. Optionalerweise kann noch mindestens ein Führungsring 38 an dem verstellbaren Kolben 14 eingesetzt sein. Vorzugsweise ist die Federkammer 34 über eine Volumenausgleichsöffnung 40 (und eine daran mündende Saugleitung 41) mit einem Bremsflüssigkeitsreservoir des jeweiligen Bremssystems verbunden/verbindbar. Die Federkammer 34 ist in dem Hydraulikaggregat 12 leicht ausbildbar, indem an ihrer von dem verstellbaren Kolben 14 weg gerichteten Seite ein Verschlussdeckel 42 an dem Hydraulikaggregat 12 befestigt wird.
Als optionale Weiterbildung weist der Fahrerbremskraftsimulator 10 zusätzlich zu den Tellerfedern 20a bis 20c noch mindestens eine weitere Feder 22 auf. Die mindestens eine weitere Feder 22 stützt den verstellbaren Kolben 14 (zusammen mit den Tellerfedern 20a bis 20c) so mit ab, dass der verstellbare Kolben 14 aus seiner in 1b dargestellten Ausgangsstellung unter einer Verformung (ausschließlich) der mindestens einen weiteren Feder 22 in die erste Richtung 18a um einen Teilweg Δs1 des maximalen Verstellwegs s0 in eine Zwischenstellung verstellbar ist. 1c zeigt den verstellbaren Kolben 14 in seiner Zwischenstellung, bei welcher die Tellerfedern 20a bis 20c noch in ihren (evtl. vorgespannten) Ausgangsformen vorliegen. Anschließend ist der verstellbare Kolben 14 (aus der Zwischenstellung) unter einer Verformung der Tellerfedern 20a bis 20c (aus ihren evtl. vorgespannten Ausgangsformen) um einen Restweg Δs2 des maximalen Verstellwegs s0 in die erste Richtung 18a weiter verstellbar (siehe 1d).
Eine Federsteifigkeit der mindestens einen weiteren Feder 22 ist vorzugsweise so gering, dass während des Verstellens des verstellbaren Kolbens 14 aus seiner Ausgangsstellung in die erste Richtung 18a um den Teilweg Δs1 die entgegenwirkende Federkraft vernachlässigbar ist. Mittels der Ausstattung des Fahrerbremskraftsimulators 10 mit der mindestens einen weiteren Feder 22 kann somit ein Jump-In-Bereich an einer Simulations-Kennlinie des Fahrerbremskraftsimulators 10 realisiert werden.
Als die mindestens eine weitere Feder 22 kann der Fahrerbremskraftsimulator 10 zumindest eine Spiralfeder 22 umfassen. Mittels der Spiralfeder 22 ist der verstellbare Kolben 14 ab einer Beendung eines Bremsvorgangs durch den Fahrer (unter Überwindung einer Adhäsion und/oder einer Reibungskraft des mindestens einen Dichtelements 36) wieder in seine in 1b dargestellte Ausgangsstellung drückbar. Somit kann ein kostengünstiger Federtyp zur Realisierung des (nahezu) kraftlosen Jump-In-Bereichs an der Simulations-Kennlinie des Fahrerbremskraftsimulators 10 genutzt werden. Vorteilhafterweise ist die Spiralfeder 22 in dem Fahrerbremskraftsimulator 10 so angeordnet, dass zumindest einige der Tellerfedern 20a bis 20d in einem von der Spiralfeder 22 aufgespannten Innenvolumen angeordnet sind. Die Ausstattung des Fahrerbremskraftsimulators 10 mit der Spiralfeder 22 ist somit ohne eine (wesentliche) Steigerung eines Bauraumbedarfs des Fahrerbremskraftsimulators 10 realisierbar. Die Ausbildbarkeit des Jump-In-Bereichs ist jedoch nicht auf den Einsatz der Spiralfeder 22 beschränkt.
In der Ausführungsform der 1a bis 1b stützt sich die Spiralfeder 22 auf einer ersten Seite an dem verstellbaren Kolben 14 ab. Auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite ist die Spiralfeder 22 an der verstellbaren Scheibe 32 abgestützt, wobei eine von der Spiralfeder 22 weg gerichtete Seite der verstellbaren Scheibe 32 den Verschlussdeckel 42 an einer Kontaktfläche kontaktiert. Als vorteilhafte Weiterbildung ist an dem Verschlussdeckel 42 eine Vertiefung 44 ausgebildet, welche von der Kontaktfläche umgeben ist und in welche der formschlüssige Kopf 28 des Tellerfederstifts 24 zumindest teilweise hineinragt. Solange die Tellerfedern 20a bis 20c in ihren (evtl. vorgespannten) Ausgangsformen verbleibend, liegt ein maximaler Abstand zwischen dem Befestigungsring 30 und der verstellbaren Scheibe 32 vor, wodurch ein weiteres Hineinverstellen des formschlüssigen Kopfes 28 des Tellerfederstifts 24 in die Vertiefung 44 verhindert ist. Außerdem sind das Tellerfederpaket und die Spiralfeder 22 mittels der beweglichen Scheibe 32 so vorspannbar, dass bei einem Vorliegen des verstellbaren Kolbens 14 in seiner Ausgangsstellung noch ein Zwischenspalt 46 zwischen der Befestigungsscheibe 30 und dem verstellbaren Kolben 14 vorliegt.
Wird mittels einer Fahrerbremskraft ein Bremsflüssigkeitsvolumen (aus einem nicht-dargestellten Hauptbremszylinder des jeweiligen Bremssystems) über eine an einer ersten Öffnung 48a der Druckkammer 16 mündende hydraulische Leitung 50 in die Druckkammer 16 gedrückt, so wird zuerst der verstellbare Kolben 14 unter einer Verformung ausschließlich der mindestens einen weiteren Feder 22/der Spiralfeder 22 aus seiner Ausgangsstellung um den Teilweg Δs1 des maximalen Verstellwegs s0 in die erste Richtung 18a (in seine Zwischenstellung) verstellt. Das Verstellen des verstellbaren Kolbens 14 um den Teilweg Δs1 in die erste Richtung 18a bewirkt deshalb lediglich ein Schließen des zuvor zwischen der Befestigungsscheibe 30 und dem verstellbaren Kolben 14 vorliegenden Zwischenspalts 46 (siehe 1c). Während des Verstellens des verstellbaren Kolbens 14 aus seiner Ausgangsstellung um den Teilweg Δs1 in die erste Richtung 18a verbleiben die Tellerfedern 20a bis 20c in ihren (evtl. vorgespannten) Ausgangsformen. Zwischen dem Befestigungsring 30 und der verstellbaren Scheibe 32 liegt somit weiterhin der maximale Abstand vor, wodurch ein weiteres Hineinverstellen des formschlüssigen Kopfes 28 des Tellerfederstifts 24 in die Vertiefung 44 unterbunden ist.
Erst bei einem weiteren Verstellen des verstellbaren Kolbens 14 aus seiner in 1c dargestellten Zwischenstellung um den Restweg Δs2 des maximalen Verstellwegs s0 in die erste Richtung 18a werden die Tellerfedern 20a bis 20c komprimiert, wodurch der Abstand zwischen der Befestigungsscheibe 30 und der verstellbaren Scheibe 32 reduziert wird. Der formschlüssige Kopf 28 des Tellerfederstifts 24 wird deshalb während des weiteren Verstellen des verstellbaren Kolbens 14 aus seiner Zwischenstellung um den Restweg Δs2 in die erste Richtung 18a in die Vertiefung 44 des Verschlussdeckels 42 hineingedrückt. Eine maximale Verstelltiefe des formschlüssigen Kopfes 28 des Tellerfederstifts 24 in die Vertiefung 44 hinein kann so festgelegt sein, dass bereits vor einem vollständigen Zusammendrücken der Tellerfedern 20a bis 20c der formschlüssige Kopf 28 an dem Verschlussdeckel 42 anschlägt. Dies bewirkt eine zusätzliche Schonung der Tellerfedern 20a bis 20c während eines Betriebs des Fahrerbremskraftsimulators 10.
Der in 1a bis 1d schematisch dargestellte Fahrerbremskraftsimulator 10 weist als optionale Weiterbildung noch eine zweite Öffnung 48b an der Druckkammer 16 auf. Vorteilhafterweise kann eine weitere Leitung 52 mit einem Rückschlagventil 54 (parallel zur Leitung 50) von der zweiten Öffnung 48b zu dem Hauptbremszylinder verlaufen. Ein Auftreten eines Überdrucks in der Druckkammer 16 ist damit verlässlich verhinderbar.
2a und 2b zeigen eine schematische Teildarstellung einer zweiten Ausführungsform des Fahrerbremskraftsimulators und ein Koordinatensystem zum Erläutern von deren Funktionsweise.
Der in 2a nur teilweise dargestellte Fahrerbremskraftsimulator 10 weist mehrere Tellerfedern 20a bis 20c auf, wobei die ersten Tellerfedern 20a mit der ersten Federsteifigkeit-Kennlinie auf dem Tellerfederstift 24 zu einem ersten Tellerfederteilpaket, die zweiten Tellerfedern 20b mit der zweiten Federsteifigkeit-Kennlinie auf dem Tellerfederstift 24 zu einem zweiten Tellerfederteilpaket und die dritten Tellerfedern 20c mit der dritten Federsteifigkeit-Kennlinie auf dem Tellerfederstift 24 zu einem dritten Tellerfederteilpaket zusammengefasst sind. Auf dem Tellerfederstift 24 ist eine Schichtung der verschiedenen Tellerfederteilpakete in Reihe realisiert. Auch der in 2a schematisch wiedergegebene Tellerfederstift 24 mit den darauf befestigten Tellerfederteilpaketen ist leicht in einem Hydraulikaggregat 12 und/oder einem (eigenen) Gehäuse des Fahrerbremskraftsimulators 10 montierbar, wie unten genauer erläutert wird.
Jedes Tellerfederteilpaket von Tellerfedern 20a, 20b oder 20c (des gleichen Tellerfedertyps) hat eine spezifische Kraft-Weg-Kennlinie. Die Kraft-Weg-Kennlinie des jeweiligen Tellerfederteilpakets ist z.B. festlegbar über eine Anzahl der geschichteten Tellerfedern 20a, 20b oder 20c des jeweiligen Tellerfederteilpakets, eine Schichtung der Tellerfedern 20a, 20b oder 20c des jeweiligen Tellerfederteilpakets, eine Materialzusammensetzung der Tellerfedern 20a, 20b oder 20c des jeweiligen Tellerfederteilpakets, eine Form der Tellerfedern 20a, 20b oder 20c des jeweiligen Tellerfederteilpakets und (bei einem mehrschichtigen Tellerfederteilpaket) einem Reibkoeffizient der jeweiligen Tellerfedern 20a, 20b oder 20c. Somit können beliebig viele unterschiedliche Kraft-Weg-Kennlinien für die Tellerfederteilpakete des Fahrerbremskraftsimulators 10 realisiert werden. Die Ausbildbarkeit des Fahrerbremskraftsimulators 10 ist auch nicht auf eine bestimmte Anzahl verschiedener Tellerfederteilpakete beschränkt. Stattdessen kann die Anzahl der Tellerfederpakete des Fahrerbremskraftsimulators 10 im Hinblick auf die gewünschte Simulations-Kennlinie F(s) (insbesondere auf eine progressive Simulations-Kennlinie F(s)) mit einer großen Designfreiheit gewählt werden.
Für jedes der Tellerfederteilpakete ist außerdem eine Hub-Begrenzung so festgelegt, dass das auf dem Tellerfederstift 24 angeordnete erste Tellerfederteilpaket maximal um eine erste Differenz x, das auf dem Tellerfederstift 24 angeordnete zweite Tellerfederteilpaket maximal um eine zweite Differenz y und das auf dem Tellerfederstift 24 angeordnete dritte Tellerfederteilpaket maximal um eine dritte Differenz z (nacheinander) komprimierbar sind. Mittels der Hub-Begrenzung (und evtl. einer Vorspannung der verschiedenen auf dem Tellerfederstift 24 angeordneten Tellerfederteilpakete) können gezielt vorteilhafte Teilbereiche der Kraft-Weg-Kennlinien der Tellerfederteilpakete zum Festlegen der gewünschten Simulations-Kennlinie F(s) des Fahrerbremskraftsimulators 10 ausgewählt werden.
In dem Koordinatensystem der 2b gibt eine Abszisse einen Verstellweg s des verstellbaren Kolbens 14 des Fahrerbremskraftsimulators 10 aus seiner Ausgangsstellung oder aus seiner Zwischenstellung wieder. Mittels einer Ordinate des Koordinatensystems der 2b ist eine der (Teil-)Kompression der Tellerfedern 20a bis 20c entgegen wirkende Federkraft F angegeben.
Zum Verstellen des verstellbaren Kolbens 14 aus seiner Ausgangsstellung oder (nach einem Überwinden des Jump-In-Bereichs) aus seiner Zwischenstellung werden zuerst (bei einem Verstellweg s zwischen Null und x) die (weichesten) ersten Tellerfedern 20a des ersten Tellerfederteilpakets komprimiert. Deshalb entspricht der Verlauf der Simulations-Kennlinie F(s) des Fahrerbremskraftsimulators 10 bei einem Verstellweg s zwischen Null und x der Kraft-Weg-Kennlinie des ersten Tellerfederteilpakets. Bei einem Verstellweg s = x ist mittels eines Schließens eines ersten Anschlags des Tellerfederstifts 24 eine weitere Kompression der ersten Tellerfedern 20a des ersten Tellerfederteilpakets unterbunden. Stattdessen erfolgt zwischen einem Betätigungsweg s zwischen x und x+y eine Kompression der zweiten Tellerfedern 20b des zweiten Tellerfederteilpakets, welches eine größere Steifigkeit als das erste Tellerfederteilpaket aufweist. Ab dem Verstellweg s = x nimmt eine Steigung der Simulations-Kennlinie F(s) des Fahrerbremskraftsimulators 10 deshalb deutlich zu. Bei einem Verstellweg s = x + y ist mittels eines Schließens eines zweiten Anschlags des Tellerfederstifts 24 auch eine weitere Kompression der zweiten Tellerfedern 20b des zweiten Tellerfederteilpakets verhindert. Deshalb werden bei einem Verstellweg s zwischen x+y und x+y+z die (steifesten) dritten Tellerfedern 20c des dritten Tellerfederteilpakets komprimiert. Auch ab dem Verstellweg s = x + y nimmt die Steigung der Simulations-Kennlinie F(s) des Fahrerbremskraftsimulators 10 damit signifikant zu.
Wie anhand des Koordinatensystems der 2b erkennbar ist, weist die resultierende Simulations-Kennlinie F(s) des Fahrerbremskraftsimulators 10 der 2a den gewünschten progressiven Verlauf auf. Der Fahrerbremskraftsimulators 10 bewirkt somit bereits bei einem vergleichsweise geringen Verstellweg s seines verstellbaren Kolbens 14 eine vergleichsweise hohe Gegenkraft/Federkraft F.
3a bis 3d zeigen schematische Darstellungen einer dritten Ausführungsform des Fahrerbremskraftsimulators.
Der in den 3a bis 3d schematisch wiedergegebene Fahrerbremskraftsimulator 10 weist mehrere auf einem Tellerfederstift 24 angeordnete Tellerfederpakete (jeweils aus den Tellerfedern 20a bis 20c) auf.
Außerdem ist der Fahrerbremskraftsimulator 10 mit der Spiralfeder 22 als Beispiel für die mindestens eine weitere Feder 22 zum Realisieren eines Jump-In-Bereichs ausgestattet.
In der Ausführungsform der 3a bis 3d umfasst der Fahrerbremskraftsimulator 10 außerdem ein Führungsblech 60, dessen Bodenfläche zwischen dem verstellbaren Kolben 14 und einer zu der Druckkammer 16 nächstliegenden Tellerfeder 20c der Tellerfedern 20a bis 20c angeordnet ist. Mindestens eine Seitenwand des Führungsblechs 60 erstreckt sich entlang einiger der Tellerfedern 20a bis 20c. Beispielsweise kann eine zylindrische Seitenwand des Führungsblechs 60 sich entlang einiger der Tellerfedern 20a bis 20c erstrecken. Die Spiralfeder 22 ist auf der ersten Seite an dem verstellbaren Kolben 14 und an der gegenüberliegenden zweiten Seite an einem Flansch 62 des Führungsblechs 60 abgestützt. Das Führungsblech 60 ist somit zur Vorspannung der Tellerfedern 20a bis 20c und der Spiralfeder 22 verwendbar.
Es wird darauf hingewiesen, dass der in 3a wiedergegebenen Fahrerbremskraftsimulator 10 eine (parallel zu der ersten Richtung 18a und der zweiten Richtung 18b ausgerichtete) Längsausdehnung L kleiner als 40 mm haben kann. Bevorzugter Weise weist der Fahrerbremskraftsimulator 10 eine Längsausdehnung L kleiner als 38 mm, insbesondere kleiner/gleich als 35 mm, auf. Ein (senkrecht zu der Längsausdehnung L ausgerichteter) Durchmesser Φ des Fahrerbremskraftsimulators 10 kann kleiner als 30 mm sein. Vorzugsweise weist der Fahrerbremskraftsimulator 10 einen Durchmesser Φ kleiner als 28 mm, insbesondere kleiner/gleich 25 mm, auf. Wie unten genauer ausgeführt wird, ist selbst ein derartig kleiner Fahrerbremskraftsimulator 10 leicht und kostengünstig herstellbar. Ein zum Ausbilden/Anordnen des Fahrerbremskraftsimulators 10 notwendiger Bauraum ist somit relativ klein.
3b zeigt den Fahrerbremskraftsimulator 10 bei einem Vorliegen des verstellbaren Kolbens 14 in seiner (kraftlosen) Ausgangsstellung. In der Regel ist in einer derartigen Situation die auf den Fahrerbremskraftsimulator 10 weitergeleitete Fahrerbremskraft gleich Null.
In 3c ist der Fahrerbremskraftsimulator 10 nach einem Überwinden des ausgebildeten Jump-In-Bereichs dargestellt. Lediglich der Zwischenspalt 46 zwischen der Bodenfläche des Führungsblechs 60 und dem verstellbaren Kolben 14 ist unter eine Komprimierung der Spiralfeder 22 geschlossen. Die Tellerfedern 20a bis 20c liegen jedoch weiterhin noch in ihren (vorgespannten) Ausgangsformen vor.
3d zeigt den aus seiner Ausgangsstellung um den maximalen Verstellweg s0 verstellten Kolben 14. Wie anhand der 3d erkennbar ist, kann über eine geeignete Tiefe des Verschlussdeckels 42 auch bei der Ausführungsform der 3a bis 3d das Verstellen des verstellbaren Kolbens 14 bereits vor einer vollständigen Kompression aller Tellerfedern 20a bis 20c gestoppt werden.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Bremssystems.
Das in 4 schematisch dargestellte Bremssystem weist beispielhaft zwei Fahrerbremskraftsimulatoren 10, jeweils mit mehreren Tellerfedern 20a bis 20c, auf. Die beiden Fahrerbremskraftsimulatoren 10 können, optionaler Weise über ein Simulatorventil 70, an mindestens einer Druckkammer eines Hauptbremszylinders 72 angebunden sein. Durch eine parallele Anbindung mehrerer Fahrerbremskraftsimulatoren 10 an das Simulatorventil 70/den Hauptbremszylinder 72 kann während eines Einbremsens eines Fahrers in die Fahrerbremskraftsimulatoren 10 eine Länge des jeweils an jedem Fahrerbremskraftsimulator 10 auftretenden Hubs verkürzt werden. Die Anzahl der parallel zueinander angeordneten Fahrerbremskraftsimulatoren 10 kann frei gewählt werden. Die Ausstattung des Bremssystems der 4 mit genau zwei Fahrerbremskraftsimulatoren 10 ist lediglich beispielhaft zu verstehen.
Außerdem kann das Bremssystem als Alternative oder als Ergänzung zu dem elektrisch ansteuerbaren Simulatorventil 70 noch ein Rückschlagventil 74 haben, über welches der mindestens eine Fahrerbremskraftsimulator 10 an dem Hauptbremszylinder 72 angebunden ist. Das Auftreten eines Überdrucks in der Druckkammer 16 des mindestens einen Fahrerbremskraftsimulators 10 ist somit verlässlich verhinderbar. Des Weiteren kann die Federkammer 34 des mindestens einen Fahrerbremskraftsimulators 10 über mindestens eine Ansaugleitung 76 an ein Bremsflüssigkeitsreservoir 78 des Bremssystems angebunden sein.
Das Bremssystem der 4 weist beispielhaft zwei Bremskreise 80a und 80b auf. Jeder Bremskreis 80a und 80b hat zwei Radbremszylinder 82, je ein Radeinlassventil 84 pro Radbremszylinder 82 und je ein Radauslassventil 80 pro Radbremszylinder 82. Über je ein erstes Trennventil 88 ist jeder Bremskreis 80a und 80b an dem Hauptbremszylinder 72 angebunden. Über ein Schließen des jeweiligen ersten Trennventils 88 sind die Radbremszylinder 82, die Radeinlassventile 84 und die Radauslassventile 86 deshalb vom Hauptbremszylinder 72 abkoppelbar. Außerdem ist jeder Bremskreis 80a und 80b über je ein zweites Trennventil 90 an eine motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung 92 (z.B. einen Plunger) angebunden. Nach dem Schließen des jeweiligen ersten Trennventils 88 ist damit der mindestens eine in den Radbremszylindern 82 des jeweiligen Bremskreises 80a oder 80b vorliegende Bremsdruck auch unabhängig von einer Betätigung eines an dem Hauptbremszylinder 72 angebundenen Bremsbetätigungselements/Bremspedals 94 mittels der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 92 einstellbar. Die Radauslassventile 86 und/oder die motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung 92 sind vorzugsweise ebenfalls an das Bremsflüssigkeitsreservoir 78 angebunden. Auch die mindestens eine Druckkammer des Hauptbremszylinders 72 kann (insbesondere über je eine Schnüffelbohrung) an dem Bremsflüssigkeitsreservoir 78 hydraulisch angebunden sein. Des Weiteren kann das Bremssystem noch mindestens einen Vordrucksensor 96 und/oder mindestens einen Drucksensor 98 haben. Wahlweise kann das Bremssystem noch mit mindestens einem Bremsbetätigungs-Sensor 99, z.B. einem Pedalwegsensor und/oder einem Stangenwegsensor 99, ausgestattet sein.
Bei einer Bremsanforderung eines Fahrers des mit dem Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs durch Betätigung des Bremsbetätigungselements/Bremspedals 94 kann der Fahrerbremswunsch auch (nach einem Öffnen der zweiten Trennventile 90) mittels der motorisierten Kolben-Zylinder-Vorrichtung 92 (evtl. im Zusammenwirken mit einem nicht-dargestellten Generator zum rekuperativen Bremsen) erfüllt werden. Um für den Fahrer ein standartgemäßes Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl sicherzustellen, kann das mittels der Fahrerbremskraft aus dem Hauptbremszylinder 72 herausgedrückte Bremsflüssigkeitsvolumen (nach einem Schließen der ersten Trennventile 88 und einem Öffnen des Simulatorventils 70) in die Druckkammer 16 des mindestens einen Fahrerbremskraftsimulator 10 des Bremssystems verschoben werden. Während des Verschiebens des Bremsflüssigkeitsvolumens in die Druckkammer 16 des mindestens einen Fahrerbremskraftsimulator 10 erzeugen die Federn 20a bis 20c und 22 des mindestens einen Fahrerbremskraftsimulator 10 einen Widerstand, welcher einem beim Einbremsen des Fahrers in die Radbremszylinder 82 seines Bremssystems standardgemäß auftretenden Widerstand vorteilhaft entspricht. Insbesondere ist der beim Verschieben des Bremsflüssigkeitsvolumens in die Druckkammer 16 des mindestens einen Fahrerbremskraftsimulator 10 erzeugte Widerstand eine Funktion von einem Betätigungsweg des Bremsbetätigungselements/Bremspedals 94 aus dessen (kraftloser/unbetätigter) Ausgangsstellung.
5a bis 5d zeigt schematische Darstellungen zum Erläutern einer ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für einen Fahrerbremskraftsimulator für ein Bremssystem eines Fahrzeugs.
Mittels der im Weiteren beschriebenen Verfahrensschritte wird der Fahrerbremskraftsimulator 10 in einem Hydraulikaggregat 12 montiert. Als Alternative zu dem Hydraulikaggregat 12 mit einer Bohrung 100, an welcher z.B. eine Bremsflüssigkeitsaustauschöffnung 40 für die spätere Federkammer 34 und/oder eine erste Öffnung 48a und eine zweite Öffnung 48b für die spätere Druckkammer 16 ausgebildet sind, kann jedoch auch ein (eigenes) Gehäuse des Fahrerbremskraftsimulators 10 für die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte verwendet werden.
Optionaler Weise kann ein Rückschlagventil 54 in eine Verbreiterung einer an der zweiten Öffnung 48b mündenden Leitung 52, über welche die Bohrung 100 mit einem (späteren) Hauptbremszylinder verbindbar ist, eingesetzt werden (siehe 5a). Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass bei der Herstellung des Fahrerbremskraftsimulators 10 dessen Anbindung an den Hauptbremszylinder über das Rückschlagventil 54 lediglich optional ist. Auch die Anbindung des Fahrerbremskraftsimulators 10 an den (späteren) Hauptbremszylinder über eine parallel zu der Leitung 52 verlaufende und an der ersten Öffnung 48a mündende Leitung 50 des Hydraulikaggregats 12 ist nur beispielhaft zu interpretieren.
Zum Herstellen des Fahrerbremskraftsimulators 10 wird ein verstellbarer Kolben 14 des späteren Fahrerbremskraftsimulators 10 in die Bohrung 100 eingesetzt. Dies geschieht derart, dass der verstellbare Kolben 14 eine in der Bohrung 100/dem späteren Fahrerbremskraftsimulator 10 ausgebildete Druckkammer 16 derart begrenzt, dass bei einem späteren Betrieb des Fahrerbremskraftsimulators 10 ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen der Druckkammer 16 gesteigert wird durch Verstellen des verstellbaren Kolbens 14 aus seiner Ausgangsstellung um einen vorgegebenen maximalen Verstellweg s0 in eine erste Richtung 18a. Wie in 5b skizziert, kann der in die Bohrung 100 eingesetzte verstellbare Kolben 14 bereits mindestens ein daran befestigtes Dichtungselement 36 (z.B. eine Lippendichtung 36) und/oder mindestens einen Führungsring 38 aufweisen.
Wie in 5c gezeigt ist, werden anschließend Federn 20a bis 20c und 22 des späteren Fahrerbremskraftsimulators 10 so in die Bohrung 100 eingesetzt, dass einem späteren Verstellen des verstellbaren Kolbens 14 in die erste Richtung 18a eine Federkraft der Federn 20a bis 20c und 22 entgegenwirkt. Speziell wird der verstellbaren Kolben 14 zumindest mit mehreren Tellerfedern 20a bis 20c als der mindestens einen Feder 20a bis 20c und 22 abgestützt.
Bevorzugter Weise werden die Tellerfedern 20a bis 20c zuvor auf einem Tellerfederstift 24 derart angeordnet, dass eine Mittellängsachse 26 des Tellerfederstifts 24 mittig durch die Tellerfedern 20a bis 20c verläuft. Auf ein von einem formschlüssigen Kopf 28 des Tellerfederstifts 24 weg gerichtetes Ende des die Tellerfedern 20a bis 20c tragenden Tellerfederstifts 24 kann eine Scheibe 30 aufgepresst werden. Insbesondere kann die Scheibe derart aufgepresst werden, dass die Tellerfedern auf eine vorgegebene/kundenspezifische Kennlinie konfektioniert werden. (Optionaler Weise kann zuvor noch eine bewegliche Scheibe 32 zwischen die Tellerfedern 20a bis 20c und den formschlüssigen Kopf 28 des Tellerfederstifts 24 eingebracht werden.) Die auf einem Tellerfederstift 24 befestigten Tellerfedern 20a bis 20c können danach als ein kompaktes Montageteil/eine kompakte Vorbaugruppe (Baugruppen-Einheit) leicht in die Bohrung 100/den späteren Fahrerbremskraftsimulator 10 eingebracht werden.
Optionalerweise kann der verstellbare Kolben 14 zusätzlich zu den Tellerfedern 20a bis 20c noch mit mindestens einer weiteren Feder 22 als der mindestens einen Feder 20a bis 20c und 22 so abgestützt werden, dass bei dem späteren Betrieb des Fahrerbremskraftsimulators 10 während eines Verstellens des verstellbaren Kolbens 10 aus seiner Ausgangsstellung in die erste Richtung 18a um einen Teilweg Δs1 des maximalen Verstellwegs s0 in eine Zwischenstellung die mindestens eine weitere Feder 22 verformt wird, während die dem verstellbaren Kolben 14 in der Zwischenstellung mit abstützenden Tellerfedern 20a bis 20c noch in ihren (evtl. vorgespannten) Ausgangsformen vorliegen. In diesem Fall werden die Tellerfedern 20a bis 20c erst während eines anschließenden Verstellens des verstellbaren Kolbens 14 in die erste Richtung 18a um einen Restweg Δs2 des maximalen Verstellwegs s0 verformt. In der Ausführungsform der 5a bis 5d wird der verstellbare Kolben 14 mit einer Spiralfeder 22 als der mindestens einen weiteren Feder 22 abgestützt. Dies ist jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.
In einem abschließenden Verfahrensschritt kann die Bohrung mittels eines Verschlussdeckels 42 verschlossen werden. Dies ist in 5d dargestellt.
6a bis 6e zeigen schematische Darstellungen zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für einen Fahrerbremskraftsimulator für ein Bremssystem eines Fahrzeugs.
6a zeigt erneut das Hydraulikaggregat 12 mit der darin ausgebildeten Bohrung 100 und dem eingesetzten Rückschlagventil 54. Wie in 6b dargestellt ist, wird auch bei diesem Herstellungsverfahren der verstellbare Kolben 14 mit dem bereits daran befestigten Dichtungselement 36 und dem mindestens ein Führungsring 38 in die Bohrung 100 eingefügt.
In einem mittels der 6c dargestellten Verfahrensschritt wird die Spiralfeder 22 so in der Bohrung 100/der späteren Federkammer 34 angeordnet, dass die Spiralfeder 22 an einer ersten Seite den verstellbaren Kolben 14 kontaktiert. Anschließend wird ein Führungsblech 60 an einer von dem verstellbaren Kolben 14 weg gerichteten zweiten Seite der Spiralfeder 22 aufgehängt, wobei ein Flansch 62 des Führungsblechs 60 die zweite Seite der Spiralfeder 22 kontaktiert. Die auf dem Tellerfederstift 24 befestigten Tellerfedern 20a bis 20c werden anschließend so in die Bohrung 100 eingefügt, dass eine zu der Druckkammer 16 am nächstliegenden ausgerichtete Tellerfeder 20c der Tellerfedern 20a bis 20c eine Bodenfläche des Führungsblechs 60 kontaktiert. Mindestens einige der Tellerfedern 20a bis 20c werden auf diese Weise in ein von der mindestens einen Seitenwand des Führungsblechs 70 aufgespanntes Volumen eingebracht (siehe 6d). Außerdem werden der verstellbare Kolben 14 und die auf dem mindestens einen Tellerfederstift 24 angeordneten Tellerfedern 20a bis 20c so in die Bohrung 100/zumindest ein Teilgehäuse 12 des Fahrerbremskraftsimulators 10 eingebracht, dass zumindest die zu der Druckkammer 16 nächstliegend angeordnete Tellerfeder 20c in einen Kolbeninnenraum des Kolbens 14 eingebracht wird.
In einem abschließenden Verfahrensschritt, welcher in 6e schematisch dargestellt ist, wird der Verschlussdeckel 42 an der Bohrung 100 so befestigt, dass die auf diese Weise gebildete Federkammer 34 flüssigkeitsdicht und luftdicht von einer äußeren Umgebung des Verschlussdeckels 42 abgeschlossen wird. Mittels dieses Verfahrensschritts wird auch die Spiralfeder 22 vorgespannt. Optionaler Weise wird der Verschlussdeckel 42 nach Außen über einen O-Ring abgedichtet und/oder über einen Sprengring befestigt. Alternativ kann der Verschlussdeckel 42 auch aufgeschraubt und anschließend metallisch abgedichtet werden.
Die oben beschriebenen Herstellungsverfahren sind kostengünstig ausführbar. Durch die Verwendung einer Vorbaugruppe bei der Montage der Tellerfedern 20a bis 20c an dem Hydraulikaggregat 12 sind die Herstellungsverfahren schnell ausführbar. Ein auf diese Weise hergestellter Fahrerbremskraftsimulator 10 weist eine einfache Modularität auf
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011085986 A1 [0002]

Claims

Fahrerbremskraftsimulator (10) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit: mindestens einer Feder (20a bis 20c, 22); und einem verstellbaren Kolben (14), welcher eine in dem Fahrerbremskraftsimulator (10) ausgebildete Druckkammer (16) begrenzt und welcher aus seiner Ausgangsstellung entgegen einer Federkraft der mindestens einen Feder (20a bis 20c, 22) um einen vorgegebenen maximalen Verstellweg (s0) in eine erste Richtung (18a) derart verstellbar ist, dass ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen der Druckkammer (16) steigerbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrerbremskraftsimulator (10) zumindest mehrerer Tellerfedern (20a bis 20c) als die mindestens eine Feder (20a bis 20c, 22) umfasst.
Fahrerbremskraftsimulator (10) nach Anspruch 1, wobei der Fahrerbremskraftsimulator (10) als Tellerfedern (20a bis 20c) mindestens eine erste Tellerfeder (20a) mit einer ersten Federsteifigkeit-Kennlinie und mindestens eine zweite Tellerfeder (20b) mit einer von der ersten Federsteifigkeit-Kennlinie abweichenden zweiten Federsteifigkeit-Kennlinie umfasst.
Fahrerbremskraftsimulator (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Tellerfedern (20a bis 20c) auf einem Tellerfederstift (24) derart angeordnet sind, dass eine Mittellängsachse (26) des Tellerfederstifts (24) mittig durch die Tellerfedern (20a bis 20c) verläuft.
Fahrerbremskraftsimulator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fahrerbremskraftsimulator (10) zusätzlich zu den Tellerfedern (20a bis 20c) noch mindestens eine weitere Feder (22) als die mindestens eine Feder (20a bis 20c, 22) umfasst, und wobei die mindestens eine weitere Feder (22) den verstellbaren Kolben (14) so mitabstützt, dass der verstellbare Kolben (14) aus seiner Ausgangsstellung unter einer Verformung der mindestens einen weiteren Feder (22) in die erste Richtung (18a) um einen Teilweg (Δs1) des maximalen Verstellwegs (s0) in eine Zwischenstellung verstellbar ist, bei welcher die Tellerfedern (20a bis 20c) noch in ihren Ausgangsformen vorliegen, und anschließend der verstellbare Kolben (14) unter einer Verformung der Tellerfedern (20a bis 20c) um einen Restweg (Δs2) des maximalen Verstellwegs (s0) in die erste Richtung (18a) verstellbar ist.
Fahrerbremskraftsimulator (10) nach Anspruch 4, wobei der Fahrerbremskraftsimulator (10) zumindest eine Spiralfeder (22) als die mindestens eine weitere Feder (22) umfasst.
Fahrerbremskraftsimulator (10) nach Anspruch 5, wobei zumindest einige der Tellerfedern (20a bis 20c) in einem von der Spiralfeder (22) aufgespannten Innenvolumen angeordnet sind.
Fahrerbremskraftsimulator (10) nach Anspruch 6, wobei die Spiralfeder (22) auf einer ersten Seite an dem verstellbaren Kolben (14) und an einer gegenüberliegenden zweiten Seite an einer auf dem Tellerfederstift (24) angeordnete verstellbaren Scheibe (32) abgestützt ist.
Fahrerbremskraftsimulator (10) nach Anspruch 6, wobei der Fahrerbremskraftsimulator (10) ein Führungsblech (60) umfasst, dessen Bodenfläche zwischen dem verstellbaren Kolben (14) und einer zu der Druckkammer (16) nächstliegenden Tellerfeder (20c) der Tellerfedern (20a bis 20c) angeordnet ist und dessen mindestens eine Seitenwand sich entlang einiger der Tellerfedern (20a bis 20c) erstreckt, und wobei die Spiralfeder (22) auf der ersten Seite an dem verstellbaren Kolben (14) und an der gegenüberliegenden zweiten Seite an einem Flansch (62) des Führungsblechs (60) abgestützt ist.
Bremssystem für ein Fahrzeug mit mindestens einem Fahrerbremskraftsimulator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Herstellungsverfahren für einen Fahrerbremskraftsimulator (10) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Schritten: Abstützen eines verstellbaren Kolbens (14) des Fahrerbremskraftsimulators (10) mittels mindestens einer Feder (20a bis 20c, 22), wodurch eine in dem Fahrerbremskraftsimulator (10) ausgebildete Druckkammer (16) von dem verstellbaren Kolben (14) derart begrenzt wird, dass bei einem späteren Betrieb des Fahrerbremskraftsimulators (10) ein mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen der Druckkammer (16) gesteigert wird durch Verstellen des verstellbaren Kolbens (14) aus seiner Ausgangsstellung entgegen einer Federkraft der mindestens einen Feder (20a bis 20c, 22) um einen vorgegebenen maximalen Verstellweg (s0) in eine erste Richtung (18a); gekennzeichnet durch den Schritt, dass der verstellbare Kolben (14) mit zumindest mehreren Tellerfedern (20a bis 20c) als der mindestens einen Feder (20a bis 20c, 22) abgestützt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der verstellbare Kolben (14) zusätzlich zu den Tellerfedern (20a bis 20c) noch mit mindestens einer weiteren Feder (22) als der mindestens einen Feder (20a bis 20c, 22) so abgestützt wird, dass bei dem späteren Betrieb des Fahrerbremskraftsimulators (10) während eines Verstellens des verstellbaren Kolbens (14) aus seiner Ausgangsstellung in die erste Richtung (18a) um einen Teilweg (Δs1) des maximalen Verstellwegs (s0) in eine Zwischenstellung die mindestens eine weitere Feder (22) verformt wird, während die den verstellbaren Kolben (14) in der Zwischenstellung mitabstützenden Tellerfedern (20a bis 20c) noch in ihren Ausgangsformen vorliegen, und während eines anschließenden Verstellens des verstellbaren Kolbens (14) in die erste Richtung (18a) um einen Restweg (Δs2) des maximalen Verstellwegs (s0) die Tellerfedern (20a bis 20c) verformt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der verstellbare Kolben (14) mit zumindest einer Spiralfeder (22) als der mindestens einen weiteren Feder (22) abgestützt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Tellerfedern (20a bis 20c) auf einem Tellerfederstift (24) derart angeordnet werden, dass eine Mittellängsachse (26) des Tellerfederstifts (24) mittig durch die Tellerfedern (20a bis 20c) verläuft.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei eine Scheibe (30) derart auf ein von einem formschlüssigen Kopf (28) des Tellerfederstifts (24) weg gerichtetes Ende des die Tellerfedern (20a bis 20c) tragenden Tellerfederstifts (24) aufgepresst wird, dass die Tellerfedern (10a bis 20c) auf eine vorgegebene Kennlinie konfektioniert werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei der verstellbare Kolben (14) und die auf dem mindestens einen Tellerfederstift (24) angeordneten Tellerfedern (20a bis 20c, 22) so in zumindest ein Teilgehäuse (12) des Fahrerbremskraftsimulators (10) eingebracht werden, dass zumindest die zu der Druckkammer (16) nächstliegend angeordnete Tellerfeder (20c) in einen Kolbeninnenraum des Kolbens (14) eingebracht wird.