DE102015225833A1 - Pneumatischer Bremskraftverstärker mit einem Sensorelement - Google Patents

Pneumatischer Bremskraftverstärker mit einem Sensorelement Download PDF

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Abstract

Pneumatischer Bremskraftverstärker (1) mit einem axial verschiebbaren Eingangsglied (2), in das eine im Bremskraftverstärker (1) erzeugte Verstärkungskraft eingeleitet ist, einem Ausgangsglied (3), welches die Verstärkungskraft an eine nachgelagerte Baugruppe überträgt und einem elastischen Reaktionselement (4), das im Kraftfluss zwischen dem Eingangsglied (2) und dem Ausgangsglied (3) angeordnet ist. Um einen verbesserten Bremskraftverstärker anzubieten, der eine möglichst einfache und direkte Erfassung sowohl von Verstärkungskraft als auch vom Betätigungswunsch ermöglichst und dabei besonders montagefreundlich ist wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass im Kraftfluss zwischen dem Eingangsglied (2) und dem Ausgangsglied (3) ein Sensorelement (5) zur Erfassung der Verstärkungskraft und/oder einer Relativverschiebung zwischen dem Eingangsglied (2) und dem Ausgangsglied (3) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischen Bremskraftverstärker für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Gattungsgemäße Bremskraftverstärker sind weit verbreitet und werden insbesondere in Kombination mit einem Hauptbremszylinder zur Erzeugung von Bremsdruck und einer nachgeschalteten Druckmodulationseinheit wie ABS, ESP und Dergleichen eingesetzt.
  • Moderne elektronische Fahrzeugbremssteuerungssysteme verlangen nach einer möglichst exakten, umfassenden und zeitnahen Erfassung von Parametern innerhalb der Bremskrafterzeugung einschließlich der Bremsbetätigung.
  • Die Betätigung derartiger Bremskraftverstärker kann sowohl autonom fahrerunabhängig als auch manuell fahrerinitiiert über eine mit dem Bremspedal gekoppelte Betätigungsstage erfolgen. Im Verstärkungsbetrieb müssen im Bremskraftverstärker nach der Betätigung zunächst sämtliche inneren Wiederstände wie Federkräfte, Reibung etc. überwunden werden, bevor das Steuergehäuse samt Innenteilen und Membranwand mit Rollmembrane sich in Betätigungsrichtung bewegt und in den kraftübertragenden Bauteilen die Verstärkungskraft und Betätigungskraft zum Hauptbremszylinder übertragen wird.
  • Die Erfassung der Aktivität des Bremskraftverstärkers erfolgt bei bekannten Systemen meist über Interpretation der Bewegung anhand von Positionserfassungssensoren, beispielsweise über die Erfassung der Kolbenbewegung im nachgeschalteten Hauptbremszylinder oder durch aufwendig aufgebaute und gesondert abgedichtete, radial außerhalb der Mitte angeordnete Sensorvorrichtungen.
  • Die Ermittlung der Verstärkungskraft erfolgt meist ebenfalls indirekt durch Interpretation von Sensorwerten eines gesonderten, den hydraulischen Bremsdruck messenden Drucksensors.
  • Zusätzlich wird der Betätigungswunsch meist durch einen Positionserfassungssensor im Bereich des Bremspedals erfasst.
  • Derartige Systeme arbeiten indirekt und oft mit Verlustwegen und zeitversetzt, erhöhen zudem das Gewicht und die Abmessungen des Bremsgeräts.
  • Aus DE 195 09 065 A1 ist eine integrierte Bremswunsch-Erfassungsvorrichtung bekannt, die als eine mehrteilige Betätigungsstange mit einem integrierten Drucksensor aufgebaut ist. Ein derartiger Aufbau ist jedoch hochkomplex in Bezug auf die Herstellung, Montage und Kabelführung, kann zudem zu unerwünschten Steifigkeitsverlust und Trägheitserhöhung innerhalb der Betätigungskette führen. Zudem ist die Erfassung der Verstärkungskraft dadurch nicht möglich.
  • Es stellt sich somit die Aufgabe, verbesserten Bremskraftverstärker anzubieten, der eine möglichst einfache und direkte Erfassung sowohl von Verstärkungskraft als auch vom Betätigungswunsch ermöglichst und dabei besonders montagefreundlich ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bremskraftverstärker mit der Merkmalskombination nach dem Anspruch 1 gelöst. Unteransprüche zusammen mit Figuren und Beschreibungen geben weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen an.
  • Gemäß der Erfindung wird das Sensorelement zur Erfassung der Verstärkungskraft direkt im Kraftfluss zwischen dem Eingangsglied und dem Ausgangsglied angeordnet. Die durch das Sensorelement erfassten Größen werden als elektrische Signale an eine elektronische Steuereinheit zur Weiterverarbeitung geleitet. Hierdurch können die Verstärkungskraft aber auch der Bremswunsch des Fahrers, die Betätigungskraft und Betätigungsgeschwindigkeit direkt, ohne Verlustweg erfasst werden. Auf indirekte hydraulischen Drucksensoren oder Weg- beziehungsweise Positionserfassungssensoren kann verzichtet werden.
  • Zudem ist wird dadurch möglich bestehende Bremskraftverstärker mit einem minimierten Änderungsaufwand mit dem erfindungsgemäßen Sensorelement nachzurüsten.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können das elastische Reaktionselement, das Sensorelement und ein Endabschnitt des Ausgangsglieds platzsparend und montagefreundlich in einer Kavität im Eingangsglied aufgenommen sein.
  • In einer bevorzugten Ausführung kann das Sensorelement besonders platzsparend in das Reaktionselement integriert ausgebildet werden, wodurch sich die Komponentenanzahl innerhalb der Kraftkette nicht erhöht wird.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Sensorelement am Endabschnitt des Ausgangsglieds aufliegend angeordnet sein, bevorzugt mit einer verformungsstabilen Ausgleichsplatte, die zwischen dem Sensorelement und dem Reaktionselement positioniert ist. Dadurch verfügt das Sensorelement über eine stabile Auflage, gleichzeitig homogenisiert die Ausgleichsplatte eine auf sie räumlich gegebenenfalls stark ungleichmäßig ausgeprägt einwirkende Eingangskraft in eine gleichmäßige, über die gesamte wirksame Querfläche an das Sensorelement abgegebene Ausgangskraft. Hierdurch werden zuverlässige, reproduzierbare Messergebnisse in allen Betriebszuständen ermöglicht
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet das Sensorelement wenigstens ein Sensierelement, welches verformungsbedingt eine elektrische Eigenschaft verändert, die zur Bestimmung der auf das Sensorelement einwirkenden Kraft erfasst und elektronisch ausgewertet werden kann.
  • Ebenso kann das Sensorelement in einer anderen Weiterbildung im Ganzen als ein einzelnes Sensierelement aufgebaut sein, das sich über die gesamte Druckwirksame Kontaktfläche erstreckt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung besteht das Sensierelement aus einem elastomeren Werkstoff, bei dem eine verformungsbedingte Veränderung seiner elektrischen Eigenschaft wie z.B. seiner elektrischen Leitfähigkeit bzw. seines elektrischen Widerstandes und/oder einer dielektrischen Eigenschaft wie z.B. der elektrischen Kapazität oder dielektrischen Permeabilität erfasst und elektronisch ausgewertet wird. Dadurch können die Parameter des Bremskraftverstärkers innerhalb eines relativ breiten Kraft- und Verformungsbereichs besonders exakt anhand eines analogen Signals erfasst und analysiert werden.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Sensierelement auch als ein Festkörper, beispielsweise ein Piezoelement gestaltet sein.
  • Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das Sensorelement separate Oberflächenbereiche aufweisen, von denen ein Oberflächenbereich dem Betätigungsglied zur Erfassung der Betätigungskraft und ein anderes Oberflächenbereich dem Eingangsglied zur Erfassung der Verstärkungskraft zugeordnet ist. Hierdurch können mit einem einzelnen Sensorelement mehrere Parameter gleichzeitig und direkt erfasst werden.
  • In einer Weiterbildung können hierfür wenigstens zwei Sensierelemente derart radial zueinander beabstandet angeordnet werden, dass ein erstes Sensierelement zu Erfassung der Verstärkungskraft aus dem Eingangsglied und ein zweites Sensierelement zur Erfassung der Betätigungskraft aus dem Betätigungsglied zugeordnet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist im Eingangsglied, radial beanstandet zur Kavität ein Leitungskanal mit einem oder mehreren, den Leitungskanal mit der Kavität verbindenden Verbindungskanälen eingeformt. Darin können montagefreundlich die zur Kontaktierung des Sensorelements benötigten elektrischen Verbindungsleitungen verlegt werden.
  • Für eine besonders einfache Anbindung des erfindungsgemäßen Sensorelements an einen Kabelbaum werden Verbindungsleitungen zumindest bereichsweise durch eine, dem Eingangsglied ausgangsgliedseitig im Verstärkergehäuse benachbart angeordnete Unterdruckkammer, insbesondere zu einem am Verstärkergehäuse befestigten elektrischen Stecker geführt. Dadurch ist die elektrische Schnittstelle einfach von außen erreichbar, zudem können bestehende Bremskraftverstärker, welche bereits einen elektrischen Stecker am Gehäuse besitzen, relativ einfach modifiziert und nachgerüstet werden, ohne zusätzliche abzudichtende Durchbrüche im Verstärkergehäuse vorsehen zu müssen.
  • Eine gesonderte Durchführung der Verbindungsleitungen durch eine eigens dafür vorgesehene abgedichtete Durchführung im Verstärkergehäuse wäre innerhalb der Erfindung jedoch ebenfalls zulässig.
  • Im Folgenden werden die Einzelheiten der Erfindung anhand Figurenbeschreibungen näher erläutert. Dabei wird auf die Beschreibung von allgemein bekannten Aspekten und Funktionen eines gattungsgemäßen Bremskraftverstärkers weitestgehend verzichtet und lediglich auf die erfindungsrelevanten Details eingegangen. Es ist weiter zu beachten, dass die Erfindung sowohl an einem Single-, als auch einem Tandem-Bremskraftverstärker anwendbar ist.
  • Im Einzelnen zeigt die
  • 1 eine Axialschnittdarstellung einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Bremskraftverstärkers.
  • 2 eine stark vereinfachte Detailansicht der Ausführungsform nach 1 im Axialschnitt.
  • 3 eine stark vereinfachte Detailansicht einer weiteren Ausführungsform im Axialschnitt.
  • 4 prinzipielle Darstellung einer Variante der räumlichen Anordnung von Sensierelementen im Sensorelement.
  • 5 prinzipielle Darstellung einer anderen Variante der räumlichen Anordnung von Sensierelementen im Sensorelement, mit funktionell getrennten Messbereichen.
  • 6 eine stark vereinfachte Detailansicht einer weiteren Ausführungsform mit einem als ein einzelnes Sensierelement mit Oberflächenelektroden ausgebildeten Sensorelement im Axialschnitt.
  • 7 eine stark vereinfachte Detailansicht einer weiteren Ausführungsform mit einem als ein einzelnes Sensierelement mit Oberflächenelektroden und zwei funktionell getrennten Messbereichen ausgebildeten Sensorelement im Axialschnitt.
  • 8 eine stark vereinfachte Draufsicht auf das Sensorelement nach 7
  • 9 eine Skizze zur Verdeutlichung der Funktion der Ausgleichsplatte.
  • 10 eine vereinfachte Detailansicht der Ausführungsform nach 1 räumlicher Darstellung in Teilschnitt.
  • Fig. 1
  • In einem pneumatischen Bremskraftverstärker 1 wird die Verstärkungskraft durch die Druckdifferenz zwischen einer Unterdruckkammer 14 und einer Arbeitskammer 21 erzeugt. Die Druckdifferenz wirkt auf die Fläche einer Membranwand 22, die an ein Ausgangsglied 2 gekoppelt und mit diesem zusammen axial verschiebbar im Verstärkergehäuse 15 aufgenommen ist. Das Ausgangsglied 2 ist in der gezeigten Ausführungsform als ein Steuergehäuse mit einer darin aufgenommenen, die Druckdifferenz steuernden Ventilvorrichtung 23, einer mit einem nicht gezeigten Bremspedal gekoppelten Betätigungsstange 20 und einem mit der Betätigungsstange 20 gekoppelten Betätigungsglied 9, gestaltet.
  • Die Verstärkungskraft wird von dem Eingangsglied 2 unter Zwischenschaltung eines, eine Hysterese bildenden elastischen Reaktionselements 4 an ein Ausgangsglied 3 übertragen und von diesem in eine nachgeschaltete Baugruppe – in dieser Ausführung einen Kolben 19 eines hier nicht gezeigten, am Verstärkergehäuse 15 montierten Hauptbremszylinders, eingeleitet.
  • Das Betätigungsglied 6 wirkt mit einer unverstärkten Betätigungskraft ebenfalls auf das Reaktionselement 4.
  • Das im Wesentlichen stangenförmig ausgebildete Ausgangsglied 3 weist eingangsgliedseitig einen scheibenförmig in radiale Richtung verbreiteten Endabschnitt 7 auf. Über den Endabschnitt 9 wird die gesamte Verstärkungskraft in das Ausgangsglied 3 eingeleitet.
  • Zwischen dem Reaktionselement 4 und dem Endabschnitt 7 ist ein Sensorelement 5 angeordnet. Eine im Vergleich zum Reaktionselement 4 axial druckstabile Ausgleichsplatte 8 ist zwischen dem Sensorelement 5 und dem Reaktionselement 4 positioniert. Vorzugsweise sind das Sensorelement 5 und die Ausgleichsplatte 8 als eine Baugruppe miteinander verbunden, insbesondere stoffschlüssig verbunden ausgeführt.
  • Das Reaktionselement 4, die Ausgleichsplatte 8, das Sensorelement 5, und der Endabschnitt 9 sind gemeinsam in einer, im Eingangsglied 2 ausgebildeten, im Wesentlichen topfförmigen Kavität 6 axial ungefesselt angeordnet, so dass im Bremsbetrieb insbesondere aufgrund der Elastizität des Reaktionselements 4 eine geringe axiale Relativverschiebung des Endabschnitts 9 in der Kavität 6 stattfinden kann.
  • Im Sensorelement 5 sind druckempfindliche Sensierelemente 10 angeordnet, welche die Änderung der axialen Kraft zwischen dem Eingangsglied 2 und/ oder Betätigungsglied 9 einerseits und dem Ausgangsglied 3 andererseits registrieren.
  • Die elektrischen Signale von den Sensierelementen 10 werden über elektrische Verbindungsleitungen 11, 11‘ durch die Unterdruckkammer 14 zu einem elektrischen Verbindungsstecker 16 weitergeleitet. Der Verbindungsstecker 16 ist an einen nicht gezeigten elektrischen Kabelbaum anschließbar, pneumatisch abgedichtet in einem Durchbruch im Verstärkergehäuse 15 befestigt und kann innerhalb der Erfindung neben dem Sensorelement 5 zusätzlich zur Versorgung weiterer, nicht gezeigter elektrischer Komponenten verwendet werden.
  • Fig. 2
  • In der 2 ist eine dem Sensorelement 5 benachbarte Umgebung vereinfacht und vergrößert dargestellt.
  • Der scheibenförmige Grundkörper des Sensorelements 5 ist in der gezeigten Ausführungsform aus einem elastischen, elektrisch isolierenden Werkstoff wie beispielsweise Silikon aufgebaut. In dem Grundkörper des Sensorelements 5 sind mehrere kleine druckempfindliche Sensierelemente 10 als Teilbereiche dessen Volumens nach einem definierten geometrischen Muster angeordnet über den Querschnitt verteilt angeordnet.
  • Die Sensierelemente 10 sind ebenfalls elastisch, vorzugsweise mit der gleichen Shore-Härte wie der sie umgebende Grundkörper des Sensorelements 5 ausgebildet.
  • Für die Sensierelemente 10 besonders geeignet sind Werkstoffe, welcher aufgrund einer elektrischen Eigenschaft wie z.B. ihrer elektrischen Leitfähigkeit bzw. ihres elektrischen Widerstandes und/oder einer dielektrischen Eigenschaft wie z.B. ihrer elektrischen Kapazität oder ihrer dielektrischen Permeabilität als ein Sensorelement zur Erfassung von Kraft beziehungsweise Druck genutzt werden können. Hierzu wird die Größe einer elektrischen bzw. dielektrischen Eigenschaft über den elastomeren Werkstoff erfasst und elektronisch ausgewertet.
  • Derartige Werkstoffe sind beispielsweise Kautschukmischungen, die neben einem Kautschuk und weiteren Zusatzstoffen insbesondere wenigstens einen leitfähigen Füllstoff wie leitfähigen Ruß und/oder wenigstens ein leitfähiges Additiv enthalten.
  • Zur Erfassung von Veränderungen der elektrischen Eigenschaft weist jedes Sensierelement 10 zwei einander gegenüberliegende elektrische Kontaktstellen auf, jede Kontaktstelle mit einer elektrischen Verbindungsleitung 11 beziehungsweise 11‘ verbunden.
  • Um hierbei einen möglichst großen Wert der erfassenden Größe zu erhalten, sind die Kontaktstellen vorzugsweise so angeordnet, dass sie vorzugsweise in Richtung der größten Erstreckung des elastomeren Werkstoffs voneinander beabstandet sind, in diesem Fall in die die axiale, beziehungsweise die Betätigungsrichtung. Über diese Kontaktstellen kann ein Abgriff der Größe der elektrischen bzw. dielektrischen Eigenschaft des elastomeren Werkstoffs erfolgen
  • In einer weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsform kann auch ein einzelnes elastisches Sensierelement 10 im Grundkörper des Sensorelements 5 angeordnet sein. Es kann eine im Vergleich zum Sensorelement 5 kleinere radiale Ausdehnung haben oder sich über seinen gesamten Querschnitt erstrecken.
  • In einer weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsform kann das Sensierelement 10 bzw. dessen elastomerer Werkstoff kann als eine sich über den druckwirksamen Querschnitt erstreckende druckempfindliche Schicht ausgestaltet sein, welche auf einem druckstabilen Träger – beispielsweise der Ausgleichsscheibe 8 angebracht ist.
  • Bei einer passenden Wahl des Werkstoffs für den Grundkörper des Sensorelements 5 können die Sensierelemente 10 auch als druckempfindliche Piezzoelemente ausgeführt werden.
  • Ebenso kann das Sensorelement 5 im Ganzen als eine Art einzelnes Sensierelement 10 als Piezoelement ausgebildet sein. Dabei kann auf die Ausgleichsplatte 8 verzichtet werden.
  • Die Verbindungsleitungen 11, 11‘ einzelner Sensierelemente 10 werden über radial erstreckende Verbindungskanäle 13 in einen, die Kavität 6 umschließenden Leitungskanal 12 geleitet und von dort gebündelt in die Unterdruckkammer 14 herausgeführt.
  • Fig. 3
  • In der gezeigten, anderen Ausführungsform ist das Sensorelement 5 im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Ausführung nicht als eine separate Komponente vorgesehen, sondern in das Reaktionselement 4 integriert ausgebildet, beziehungsweise dient zugleich als solcher und ist in der Kavität 6 unmittelbar zwischen dem Eingangsglied 2 und dem Ausgangsglied 3 in einer druckübertragenden Verbindung angeordnet.
  • Fig. 4
  • In der 4 ist in einer Draufsicht eine mögliche radiale Anordnung von Sensierelementen 10 im Grundkörper des Sensorelements 5 dargestellt. Dabei sind die Sensierelemente 10 gleichmäßig über den Umfang verteilt und jeweils von oben mir der Verbindungsleitung 11 und von unten mit der Verbindungsleitung 11‘ verbunden.
  • Fig. 5
  • Das Sensorelement 5 in der 5 ist für eine unabhängige Erfassung der Kräfte von dem Eingangsglied 2 und von dem Betätigungsglied 9 ausgelegt. Radial innen ist ein Oberflächenbereich 24‘ reserviert, welcher im Wesentlichen der Auflagefläche des Betätigungsglieds 9 entspricht. Radial innerhalb des Oberflächenbereichs 24‘ ist gesondert ein Sensierelement 10‘ mit den Verbindungsleitungen 11, 11‘‘ positioniert, das die unverstärkte Betätigungskraft aus dem Betätigungsglied 9 und somit einen Betätigungswunsch registriert und beispielsweise zur Steuerung eines Bremslichtschalters eingesetzt werden kann.
  • Radial außen positionierte Sensierelemente 10 definieren am Sensorelement 5 den konzentrischen Oberflächenbereich 24, an dem die Verstärkungskraft aus dem Eingangsglied 2 erfasst wird. Für eine besonders exakte Erfassung kann das Sensierelement 10‘ über ein höhere Druckempfindlichkeit verfügen als ein Sensierelement 10.
  • Fig. 6
  • In der hier gezeigten weiteren Ausführungsform stellt das Sensorelement 5 zugleich das Reaktionselement 4 dar, das als ein Sensierelement 10 beziehungsweise als eine Art druckempfindliches Messpad ausgebildet ist.
  • In seiner funktionellen Aufteilung ist es äquivalent zu der Ausführungsform nach 5 und ist für eine getrennte, unabhängige Erfassung der Verstärkungskraft und der Betätigungskraft geeignet.
  • Im Unterschied zu der Ausführungsform nach 3 sind die Kontaktstellen für die Verbindungsleitungen 11, 11‘, 11‘‘ als Sensorelektroden 17, 17‘ möglichst nahe der Oberfläche des Sensorelements 5 angeordnet, wodurch die größtmögliche Verformung erfassbar ist.
  • Fig. 7
  • In der 7 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt. Das Sensorelement 5 ist ebenfalls als Reaktionselement 4 beziehungsweise als ein einzelnes Sensierelement 10 aufgebaut. Im Unterschied zu den anderen Ausführungen benötigt es keine eingebauten Verbindungsleitungen 11, 11‘. Am Sensorelement 5 sind an der Oberfläche seinen gegenüber liegenden Stirnseiten Sensorelektroden 17, 17‘ integriert. Die eingangsgliedseitige Sensorelektrode 17 nach dem Einbau zwangsweise durch die im Eingangsglied 2 integrierte, an die Verbindungsleitung 11 angeschlossene Leitungselektrode 18 kontaktiert. Der Endabschnitt 7 des Ausgangsglieds 3 dient als zweite Leitungselektrode 18‘, welche über einen Schleifkontakt 25 mit der Verbindungsleitung 11‘ verbunden ist.
  • Der Einbau eines derartigen Sensorelements 5 in den Bremskraftverstärker 1 gestaltet sich besonders einfach und sicher, weil dabei keine Verbindungsleitungen 11, 11‘ verlegt werden müssen und das Sensorelement 5 zudem axial vollsymmetrisch gestaltet ist.
  • Fig. 8
  • In der 8 ist das Sensorelement 5 nach der 7 mit einer der möglichen Ausführungen der Sensorelektrode 17 dargestellt.
  • Fig. 9
  • In der 9 wird die Funktion der Ausgleichplatte 8 anhand der Ausführung nach 1&2 prinzipiell erklärt.
  • Je nach Betriebsmodus könne in das Reaktionselement 4 radial außen aus dem Eingangsglied 2 die Verstärkungskraft V, radial innen aus dem Betätigungsglied 9 die Betätigungskraft B oder beide zusammen in verschiedenen Proportionen eingeleitet. Durch die ausgeprägte Elastizität des Reaktionselements 4 ergibt sich an seiner gegenüberliegenden Seite ein in radiale Richtung sehr ungleichmäßiger Kräfteverlauf (V‘, B‘), wodurch eine zuverlässige Erfassung am Sensorelement 5 erschwert wird. Die im Vergleich zum Reaktionselement 4 druckstabile, beispielsweise aus Metall hergestellte Ausgleichsplatte 8 verteilt die Kräfte V‘, B‘ gleichmäßig über die gesamte druckwirksame Querschnittsfläche und gibt sie als homogenisierte Kraft F an das Sensorelement 5 ab.
  • Fig. 10
  • Die 10 dient anhand der Ausführungsform nach 1&2 insbesondere zur Verdeutlichung zum Aufbau der Kanäle für elektrische Verbindungsleitungen zum Sensorelement 5
  • Radial beabstandet sowie konzentrisch zur Kavität 6 ist im Eingangsglied 2 ein umlaufender Leitungskanal 12 eingeformt. Mehrere Verbindungskanäle 13, 13‘, 13‘‘ sind am Umfang verteil angeordnet, durchbrechen dabei die Wandung zwischen dem Leitungskanal 12 und der Kavität 6. Durch die Verbindungskanäle 13, 13‘, 13‘‘, ... werden die Verbindungsleitungen 11, 11‘ von den einzelnen Sensierelementen 10 innerhalb des Sensorelement 5 in den Leitungskanal 12 eingeleitet aus dem sie, gebündelt, durch einen Ausschnitt 26 aus dem Eingangsglied 2 in die Unterdruckkammer 14 herausgeführt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Bremskraftverstärker
    2
    Eingangsglied
    3
    Ausgangsglied
    4
    Reaktionselement
    5
    Sensorelement
    6
    Kavität
    7
    Endabschnitt
    8
    Ausgleichsplatte
    9
    Betätigungsglied
    10
    Sensierelement
    11
    Verbindungsleitung
    12
    Leitungskanal
    13
    Verbindungskanal
    14
    Unterdruckkammer
    15
    Verstärkergehäuse
    16
    Stecker
    17
    Sensorelektrode
    18
    Leitungselektrode
    19
    Kolben
    20
    Betätigungsstange
    21
    Arbeitskammer
    22
    Membranwand
    23
    Ventilvorrichtung
    24
    Oberflächenbereich
    25
    Schleifkontakt
    26
    Ausschnitt
    B
    Betätigungskraft
    F
    Homogenisierte Kraft
    V
    Verstärkungskraft
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19509065 A1 [0008]

Claims (14)

  1. Pneumatischer Bremskraftverstärker (1) mit einem axial verschiebbaren Eingangsglied (2), in das eine im Bremskraftverstärker (1) erzeugte Verstärkungskraft eingeleitet ist, einem Ausgangsglied (3), welches die Verstärkungskraft an eine nachgelagerte Baugruppe überträgt und einem elastischen Reaktionselement (4), das im Kraftfluss zwischen dem Eingangsglied (2) und dem Ausgangsglied (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluss zwischen dem Eingangsglied (2) und dem Ausgangsglied (3) ein Sensorelement (5) zur Erfassung der Verstärkungskraft und/oder einer Relativverschiebung zwischen dem Eingangsglied (2) und dem Ausgangsglied (3) angeordnet ist.
  2. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsglied (2) eine Kavität (6) aufweist, wobei das Reaktionselement (4), das Sensorelement (5) und ein Endabschnitt (7) des Ausgangsglieds (3) in der Kavität (6) aufgenommen sind.
  3. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (5) in das Reaktionselement (4) integriert ausgebildet ist.
  4. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (5) am Endabschnitt (7) des Ausgangsglieds (3) aufliegend angeordnet ist.
  5. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Reaktionselement (4) und dem im Kraftfluss nachgelagerten Sensorelement (5) eine in Relation zum Reaktionselement (4) axial verformungsstabile Ausgleichsplatte (8) angeordnet ist, welche die reaktionselementseitig empfangene Kraft in einer über ihre sensorelementseitig wirksame Querschnittsfläche homogenisierten Form an das Sensorelement (5) abgibt.
  6. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Eingangsglied (2) ein Betätigungsglied (9) angeordnet ist, welches mit einer unverstärkten Betätigungskraft sowie unabhängig von dem Eingangsglied (2) auf das Reaktionselement (4) einwirkt, wobei diese Einwirkung durch das Sensorelement (5) registrierbar ist.
  7. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (5) zwei Oberflächenbereiche (24, 24‘) aufweist, von denen das eine Oberflächenbereich (24) zur Erfassung der Einwirkung von dem Eingangsglied (2) und das andere Oberflächenbereich (24‘) zur Erfassung der Einwirkung von dem Betätigungsglied (9) vorgesehen ist.
  8. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (5) wenigstens ein Sensierelement (10) beinhaltet oder als solcher im Ganzen aufgebaut ist, das verformungsbedingt eine elektrische Eigenschaft verändert, welche zur Bestimmung der auf das Sensorelement (5) einwirkenden Kraft erfasst und elektronisch ausgewertet wird.
  9. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensierelement (10) aus einem elastomeren Werkstoff besteht.
  10. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensierelement (10) als ein Piezoelement gestaltet ist.
  11. Bremskraftverstärker (1) nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Sensierelemente (10, 10‘) derart radial zueinander beabstandet angeordnet sind, dass ein erstes Sensierelement (10) zu Erfassung der Verstärkungskraft aus dem Eingangsglied (2) und ein zweites Sensierelement (10‘) zur Erfassung der Betätigungskraft aus dem Betätigungsglied (9) vorgesehen ist.
  12. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (5) mittels wenigstens zwei elektrischen Verbindungsleitungen (11, 11‘) elektrisch kontaktier ist, wobei die Verbindungsleitungen (11, 11‘) bereichsweise in einem Leitungskanal (12), welcher im Eingangsglied (2) radial beanstandet zur Kavität (6) eingeformt ist sowie wenigstens einem Verbindungskanal (13), welcher den Leitungskanal (12) mit der Kavität (6) verbindet, aufgenommen sind.
  13. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (5) mittels wenigstens zwei elektrischen Verbindungsleitungen (11, 11‘) elektrisch kontaktier ist, wobei die Verbindungsleitungen (11, 11‘) zumindest bereichsweise durch eine Unterdruckkammer (14) in einem Verstärkergehäuse (15) verlaufen, wobei die Unterdruckkammer (13) dem Eingangsglied (2) ausgangsgliedseitig im Verstärkergehäuse (14) benachbart ist.
  14. Bremskraftverstärker (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (11, 11‘) in einem elektrischen Stecker (16) münden, das am Verstärkergehäuse (14) befestigt ist.
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