DE102017223584A1

DE102017223584A1 - Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017223584A1
Application number: DE102017223584.5A
Authority: DE
Inventors: Simon Hansmann; Urs Bauer; Dirk Foerch; Otmar Bussmann; Matthias Kistner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-06-27
Also published as: US20210078552A1; WO2019120669A1; CN111465540A; US11618423B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder (10) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit einem Hauptbremszylindergehäuse (12), einer Primärkolbenkomponente (14), einer Sekundärkolbenkomponente (16), einer mit einer ersten Vorspannkraft zwischen der Primärkolbenkomponente (14) und der Sekundärkolbenkomponente (16) vorgespannten Primärfedereinrichtung (20), und einer mit einer zweiten Vorspannkraft zwischen der Sekundärkolbenkomponente (16) und einer Wandkomponente (12a) des Hauptbremszylindergehäuses (12) vorgespannten Sekundärfedereinrichtung (22), wobei die zweite Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung (22) größer ist als die erste Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung (20). Ebenso betrifft die Erfindung eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Bremssystem für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen Hauptbremszylinder (10) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs. Ebenso betrifft die Erfindung eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Bremssystem für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
In der DE 10 2014 217 427 A1 sind ein Bremssystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben des Bremssystems beschrieben. Das Bremssystem weist einen Hauptbremszylinder mit einem Hauptbremszylindergehäuse, einer Primärkolbenkomponente und einer Sekundärkolbenkomponente auf. Eine Primärfedereinrichtung ist mit einer ersten Vorspannkraft zwischen der Primärkolbenkomponente und der Sekundärkolbenkomponente vorgespannt. Außerdem ist eine Sekundärfedereinrichtung mit einer zweiten Vorspannkraft zwischen der Sekundärkolbenkomponente und einer Wand des Hauptbremszylindergehäuses vorgespannt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft einen Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7, ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Herstellungsverfahren für einen Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bietet einem Fahrer die Möglichkeit, bequem in einen Hauptbremszylinder seines Fahrzeugs einzubremsen. Wie unten genauer erläutert wird, bewirkt die größere Festlegung der zweiten Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung gegenüber der ersten Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung, dass bei einer Übertragung der Fahrerbremskraft auf zumindest die Primärkolbenkomponente des Hauptbremszylinders zuerst die Primärfedereinrichtung komprimiert wird, während die Sekundärfedereinrichtung noch in ihrer Ausgangsform verbleibt. (Bei herkömmlichen Hauptbremszylindern wird in der Regel zuerst die Sekundärfedereinrichtung bei Übertragung der Fahrerbremskraft auf die Kolben des herkömmlichen Hauptbremszylinders komprimiert.) Anstelle eines „gleichzeitigen Schließens von Schnüffelbohrungen“ eines herkömmlichen Hauptbremszylinders löst die vorliegende Erfindung deshalb ein „serielles Schließen“ der Schnüffelbohrungen (bzw. ein „Schließen der Schnüffelbohrungen nacheinander“) aus. Die Erfindung bewirkt deshalb im Gegensatz zum Stand der Technik eine Verschleifung einer herkömmlicherweise auftretenden Kraftstufe (innerhalb des Jump-in-Bereichs). Die vorliegende Erfindung ermöglicht damit Fahrern ein bequemeres Einbremsen in ihren jeweiligen Hauptbremszylinder. Die Erfindung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das mit dem Hauptbremszylinder ausgestattete Bremssystem durch die Ankopplung eines Pedalgefühlsimulators eine für den jeweiligen Fahrer wahrnehmbare Pedalweg/Pedalkraft-Charakteristik erzeugt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Hauptbremszylinders ist die zweite Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung um mindestens 10 Newton größer als die erste Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung. Beispielsweise kann die zweite Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung um mindestens 20 Newton größer als die erste Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung sein. Mittels eines derartigen Verhältnisses zwischen der ersten Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung und der zweiten Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung ist verlässlich gewährleistbar, dass ein Einbremsen in den Hauptbremszylinder zuerst eine Komprimierung der Primärfedereinrichtung bei einem Verbleiben der Sekundärfedereinrichtung in ihrer Ausgangsform bewirkt.
In einer kostengünstigen Ausführungsform können die Primärfedereinrichtung und/oder die Sekundärfedereinrichtung mindestens eine gefesselte Feder umfassen. Alternativ oder ergänzend können die Primärfedereinrichtung und/oder die Sekundärfedereinrichtung auch mindestens eine ungefesselte Feder umfassen. Somit ist eine Vielzahl verschiedener Federtypen für die Primärfedereinrichtung oder die Sekundärfedereinrichtung verwendbar.
Als vorteilhafte Weiterbildung kann an dem Hauptbremszylindergehäuse ein Primärkolbenkontaktierbereich derart ausgebildet sein, dass ein maximaler Abstand der Primärkolbenkomponente zu der von der Sekundärfedereinrichtung kontaktierten Wandkomponente des Hauptbremszylindergehäuses vorgegeben ist, indem die in dem maximaler Abstand zu der von der Sekundärfedereinrichtung kontaktierten Wandkomponente vorliegende Primärkolbenkomponente den Primärkolbenkontaktierbereich kontaktiert. Somit ist selbst bei einer Verwendung von einer ungefesselten Feder für die Primärfedereinrichtung und die Sekundärfedereinrichtung kein „Herausfallen“ oder „Herausgleiten“ der Primärkolbenkomponente aus dem Hauptbremszylinder zu befürchten.
Auch eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem entsprechenden Hauptbremszylinder und mindestens einem Simulator, wobei der mindestens eine Simulator an einer von der Primärkolbenkomponente und der Sekundärkolbenkomponente begrenzten Primärkammer des Hauptbremszylinders und/oder an einer von der Sekundärkolbenkomponente begrenzten Sekundärkammer des Hauptbremszylinders angebunden ist, bewirkt die vorausgehend beschriebenen Vorteile.
Vorteilhaft ist auch ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit dem entsprechenden Hauptbremszylinder, einem Primärbremskreis mit mindestens einem ersten Radbremszylinder, welcher an einer von der Primärkolbenkomponente und der Sekundärkolbenkomponente begrenzten Primärkammer des Hauptbremszylinders angebunden ist, und einem Sekundärbremskreis mit mindestens einem zweiten Radbremszylinder, welcher an einer von der Sekundärkolbenkomponente begrenzten Sekundärkammer des Hauptbremszylinders angebunden ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Bremssystems ist noch mindestens ein Simulator an dem Primärbremskreis und/oder an dem Sekundärbremskreis angebunden. Mittels des mindestens einen Simulators/Pedalwegsimulators kann auch nach einem Entkoppeln der Radbremszylinder von dem Hauptbremszylinder noch ein angenehmes/standardgemäßes Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl für den Fahrer bewirkt werden.
Des Weiteren schafft auch ein Ausführen eines Herstellungsverfahrens für einen Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs die oben schon beschriebenen Vorteile. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Herstellungsverfahren gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen des Hauptbremszylinders weiterbildbar ist.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1a und 1b eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines mit einem erfindungsgemäßen Hauptbremszylinder ausgestatteten Bremssystems und ein Koordinatensystem zum Erläutern der Funktionsweise des Hauptzylinders;
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines mit dem Hauptbremszylinder ausgestatteten Bremssystems;
3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines mit dem Hauptbremszylinder ausgestatteten Bremssystems; und
4 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für einen Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs.

Ausführungsformen der Erfindung
1a und 1b zeigen eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines mit einem erfindungsgemäßen Hauptbremszylinder ausgestatteten Bremssystems und ein Koordinatensystem zum Erläutern der Funktionsweise des Hauptzylinders.
Der in 1a schematisch dargestellte Hauptbremszylinder 10 ist zur Verwendung in einem Bremssystem eines Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs ausgelegt. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Verwendbarkeit des Hauptbremszylinders 10 nicht auf einen bestimmten Bremssystemtyp oder auf einen bestimmten Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp beschränkt ist. Die in 1a teilweise wiedergegebene Ausbildung des Bremssystems ist nur beispielhaft zu interpretieren.
Der Hauptbremszylinder 10 umfasst ein Hauptbremszylindergehäuse 12, eine Primärkolbenkomponente/Stangenkolbenkomponente 14 und eine Sekundärkolbenkomponente/Schwimmkolbenkomponente 16. Die Primärkolbenkomponente 14 kann als eine der Sekundärkolbenkomponente 16 vorgelagerte/vorgeordnete Kolbenkomponente bezeichnet werden. Ebenso kann die Sekundärkolbenkomponente 16 in Bezug zu einem an dem Hauptbremszylinder 10 angebundenen oder anbindbaren Bremsbetätigungselement 18, wie beispielsweise einem Bremspedal 18, so umschrieben werden, dass die Sekundärkolbenkomponente 16 auf einer von der Anbindposition des Bremsbetätigungselements 18 oder dem angebundenen Bremsbetätigungselement 18 weg gerichteten Seite der Primärkolbenkomponente 14 angeordnet ist. Die Primärkolbenkomponente 14 kann insbesondere ein Stangenkolben 14 sein. Entsprechend kann die Sekundärkolbenkomponente 16 ein Schwimmkolben 16 sein. Eine Ausbildbarkeit der Primärkolbenkomponente/Stangenkolbenkomponente 14 und der Sekundärkolbenkomponente/Schwimmkolbenkomponente 16 ist jedoch nicht auf eine bestimmte Kolbenform oder einen speziellen Kolbentyp beschränkt.
Der Hauptbremszylinder 10 weist auch eine mit einer ersten Vorspannkraft/Vorspannung zwischen der Primärkolbenkomponente 14 und der Sekundärkolbenkomponente 16 vorgespannte Primärfedereinrichtung 20 und eine mit einer zweiten Vorspannkraft/Vorspannung zwischen der Sekundärkolbenkomponente 16 und einer Wand/Wandkomponente 12a des Hauptbremszylindergehäuses 12 vorgespannte Sekundärfedereinrichtung 22 auf. Die zweite Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung 22 ist größer als die erste Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung 20. Man kann dies auch als eine „Umkehr der Vorspannkräfte“ der Federeinrichtungen 20 und 22 gegenüber einem herkömmlichen Hauptbremszylindertyp (bei welchem eine erste Feder zwischen seinem ersten Kolben und seinem zweiten Kolben in der Regel stärker vorgespannt ist als eine zweite Feder zwischen seinem zweiten Kolben und einer Gehäusewand) umschreiben. Die Vorteile der „Umkehr der Vorspannkräfte“ bei dem Hauptbremszylinder der 1a werden nachfolgend genauer erläutert:
Wie in 1a erkennbar, ist das Bremsbetätigungselement 18 direkt oder indirekt derart an dem Hauptbremszylinder 10 angebunden, dass eine auf das Bremsbetätigungselement 18 ausgeübte Fahrerbremskraft F_driver so übertragbar ist/übertragen wird, dass zumindest die Primärkolbenkomponente 14 mittels der darauf übertragenen Fahrerbremskraft F_driver verstellbar ist/verstellt wird. Beispielhaft ist das Bremsbetätigungselement 18 über eine Eingangsstange 24 an der Primärkolbenkomponente 14 angebunden. Sofern das Bremsbetätigungselement 18 nicht betätigt ist, liegen das Bremsbetätigungselement 18, die Eingangsstange 24, die Primärkolbenkomponente 14 und die Sekundärkolbenkomponente 16 in ihren jeweiligen Ausgangsstellungen vor. Außerdem ist das Bremsbetätigungselement 18 über die Eingangsstange 24 so an der Primärkolbenkomponente 14 angebunden, dass ein Verstellweg der Primärkolbenkomponente 14 (aus ihrer Ausgangsstellung) einem Eingangsstangenweg so der (aus ihrer Ausgangsstellung) verstellten Eingangsstange 24 entspricht.
Beispielhaft ist auch ein Simulator/Pedalwegsimulator 26 an einer von der Primärkolbenkomponente 14 und der Sekundärkolbenkomponente 16 begrenzten Primärkammer 10a des Hauptbremszylinders 10 (mit der darin angeordneten Primärfedereinrichtung 20) angebunden. Demgegenüber ist eine von der Sekundärkolbenkomponente 16 (und der Wand 12a) begrenzte Sekundärkammer 10b des Hauptbremszylinders 10 (mit der darin angeordneten Sekundärfedereinrichtung 22) „simulatorlos“.
In dem Koordinatensystem der 1b zeigt eine Abszisse den Eingangsstangenweg so der (aus ihrer Ausgangsstellung verstellten) Eingangsstange 24 an. Mittels der Graphen des Koordinatensystems der 1b sind die dazu auf das Bremsbetätigungselement 18 auszuübende Fahrerbremskraft F_driver , eine dem Verstellen des Bremsbetätigungselements 18 entgegenwirkende Primärfederkraft F_spring1 der Primärfederkomponente 20, ein Verstellweg s₂ der Sekundärkolbenkomponente 16 (aus ihrer Ausgangsstellung) und ein in dem Simulator 26 vorliegender Simulatordruck p_simulator wiedergegeben.
Beim Herausdrücken der Eingangsstange 24 und der Primärkolbenkomponente 14 aus ihren Ausgangsstellungen bewirkt die (gegenüber der ersten Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung 20) größere zweite Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung 22 eine Komprimierung der Primärfederkomponente 20 bei einem gleichzeitigen „Verharren“ der Sekundärkolbenkomponente 16 in ihrer Ausgangsstellung (und ohne eine Komprimierung der Sekundärfedereinrichtung 22). Aufgrund der „Umkehr der Vorspannkräfte“ bei dem Hauptbremszylinder der 1a sind somit zum Herausdrücken der Eingangsstange 24 und der Primärkolbenkomponente 14 aus ihren Ausgangsstellungen nur die erste Vorspannkraft/Vorspannung der Primärfederkomponente 20 und eine Haftreibung mindestens einer Dichtung 28 der Primärkolbenkomponente 14 zu überwinden. Die zweite Vorspannkraft/Vorspannung der Sekundärfedereinrichtung 22 und eine Haftreibung einer Dichtung 32 der Sekundärkolbenkomponente 16 haben dagegen keinen/kaum einen Einfluss auf die zum Herausdrücken der Eingangsstange 24 und der Primärkolbenkomponente 14 aus ihren Ausgangsstellungen aufzubringende Fahrerbremskraft F_driver . Die bei einem Eingangsstangenweg so = 0 aufzubringende Fahrerbremskraft F_driver ist deshalb vergleichsweise gering.
Anschließend kann die aus ihrer Ausgangsstellung herausgedrückte Primärkolbenkomponente 14 (zusammen mit der Eingangsstange 24) unter Komprimierung der Primärfederkomponente 20 verschoben werden, bis eine benachbart zu der Primärkolbenkomponente 14 an dem Hauptbremszylindergehäuse 12 ausgebildete erste Schnüffelbohrung 30 mittels der Primärkolbenkomponente 14 abgedichtet/geschlossen ist. Aufgrund der größeren zweiten Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung 22 (gegenüber der ersten Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung 20) verharrt die Sekundärkolbenkomponente 16 weiterhin in ihrer Ausgangsstellung (ohne eine Komprimierung der Sekundärfedereinrichtung 22). Die zweite Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung 22 und die Haftreibung der Dichtung 32 der Sekundärkolbenkomponente 16 haben somit keinen Einfluss auf eine bis zum Schließen der ersten Schnüffelbohrung 30 aufzubringende Fahrerbremskraft F_driver . Das Schließen der ersten Schnüffelbohrung 30 ist deshalb mittels einer relativ geringen Fahrerbremskraft F_driver möglich.
Sobald die erste Schnüffelbohrung 30 geschlossen ist, bewirkt eine weitere Zunahme des Eingangsstangenwegs so (aufgrund des weiteren Verharrens der Sekundärkolbenkomponente 16 in ihrer Ausgangsstellung) eine Bremsflüssigkeitskomprimierung in der Primärkammer 10a des Hauptbremszylinder 10. Sofern ein Primärbremskreis 34 mit mindestens einem (nicht dargestellten) ersten Radbremszylinder und/oder der Simulator 26 an der Primärkammer 10a angebunden sind, kann auch Bremsflüssigkeit in den Primärbremskreis 34 und/oder in den Simulator 26 verschoben werden.
Das Bremssystem der 1a ist beispielhaft als By-Wire-Bremssystem ausgebildet. Dazu weist der Primärbremskreis 34 ein Trennventil 36, mittels welchem der mindestens eine erste Radbremszylinder an die Primärkammer 10a an- oder abkoppelbar ist, und ein Simulatortrennventil 38, über welches der Simulator 26 an die Primärkammer 10a an- oder abkoppelbar ist, auf. Mittels eines Schließens des Trennventils 36 kann der mindestens eine erste Radbremszylinder des Primärbremskreises 34 von der Primärkammer 10a abgekoppelt werden, um eine Bremswirkung des mindestens einen ersten Radbremszylinders zu unterbinden. (Beispielsweise kann anstelle des mindestens einen ersten Radbremszylinders ein als Generator eingesetzten elektrischer Motor zum Abbremsen des mit dem Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs verwendet werden.) Während des Schließens/Geschlossenhaltens des Trennventils 36 kann der Simulator 26 mittels eines Öffnens/Offenhaltens des Simulatortrennventils 38 so an die Primärkammer 10a angekoppelt werden/bleiben, dass der das Bremsbetätigungselement 18 betätigende Fahrer ab einem Überwinden einer Vorspannung einer Simulatorfeder 40 und einer Haftreibung einer Dichtung 42 eines Simulatorkolbens 44 des Simulators 26 in den Simulator 26 einbremst. Dies ist ab einem Eingangsstangenweg s₀=s₀₁ der Fall, weshalb der in dem Simulator 26 vorliegende Simulatordruck p_simulator bei einer Steigerung des Eingangsstangenwegs s₀>s₀₁ ansteigt. (Das Überwinden der Vorspannung der Simulatorfeder 40 und der Haftreibung der Dichtung 42 des Simulatorkolbens 44 bewirkt nur eine relativ geringe Steigung der von dem Fahrer aufzubringenden Fahrerbremskraft F_driver , welche der Fahrer nicht/kaum wahrnimmt.)
Erst bei einem Eingangsstangenweg s₀= s₀₂ ist die Kraftdifferenz zwischen der ersten Vorspannkraft/Vorspannung der Primärfedereinrichtung 20 und der zweiten Vorspannkraft/Vorspannung der Sekundärfedereinrichtung 22 überwunden. Deshalb verharrt die Sekundärkolbenkomponente 16 bis zu dem Eingangsstangenweg s₀= s₀₂ in ihrer Ausgangsstellung, so dass die mindestens eine Dichtung 32 der Sekundärkolbenkomponente 16 und die zweite Vorspannkraft der Sekundärfederkomponente 22 während des Einbremsens in den Simulator bei einem Eingangsstangenweg s₀ < s₀₂ (aber s₀> s₀₁) keinen Einfluss auf die Fahrerbremskraft F_driver haben. Ab dem Eingangsstangenweg s₀= s₀₂ wird auch die Sekundärkolbenkomponente 16 aus ihrer Ausgangsstellung unter Komprimierung der Sekundärfedereinrichtung 22 herausgedrückt, wobei eine Bremsflüssigkeitskomprimierung in der Sekundärkammer 10b des Hauptbremszylinders 10 bis zu einem Schließen einer benachbart zu der Sekundärkolbenkomponente 16 an dem Hauptbremszylindergehäuse 12 ausgebildeten zweiten Schnüffelbohrung 46 verhindert ist. Erst bei einem Eingangsstangenweg s₀ = s₀₃ ist die zweite Schnüffelbohrung 46 mittels der Sekundärkolbenkomponente 16 abgedeckt/geschlossen. Eine weitere Steigerung des Eingangsstangenwegs s₀ > s₀₃ kann eine Bremsflüssigkeitskomprimierung in der Sekundärkammer 12b bewirken.
In dem Beispiel der 1a ist ein Sekundärbremskreis 50 mit mindestens einem (nicht dargestellten) zweiten Radbremszylinder an der Sekundärkammer 10b angebunden. Lediglich beispielhaft weist der Sekundärbremskreis ein Trennventil 52 auf, mittels dessen Schließen der mindestens eine zweite Radbremszylinder von der Sekundärkammer 10b abkoppelbar ist. Sofern gewünscht, kann mittels des Schließens des Trennventils 52 eine über das Abdecken der zweiten Schnüffelbohrung 56 hinausgehende Steigerung des Verstellwegs s₂ der Sekundärkolbenkomponente 16 verhindert werden. Wie in dem Koordinatensystem der 1b dargestellt, bewegen sich in diesem Fall bei einer Zunahme des Eingangsstangenwegs s₀ > s₀₃ nur noch die Eingangsstange 24, der Simulatorkolben 44 und die Primärkolbenkomponente 14, während der Verstellweg s₂ der Sekundärkolbenkomponente 16 konstant bleibt.
Wie oben erläutert, bewirkt die Steigerung der zweiten Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung 22 gegenüber der kleineren ersten Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung 20 ein „serielles Schließen“ der Schnüffelbohrungen 30 und 46 (bzw. ein „Schließen der Schnüffelbohrungen 30 und 46 nacheinander“) im Gegensatz zu einem „gleichzeitigen Schließen von Schnüffelbohrungen“ eines herkömmlichen Hauptbremszylinders. Die in dem Koordinatensystem der 1b wiedergegebene Fahrerbremskraft F_driver weist deshalb bei einer stetigen Zunahme des Eingangsstangenwegs so zwar mehrere, aber nicht/kaum wahrnehmbare Kraftsprünge auf. Man kann dies auch als eine Verschleifung einer beim Stand der Technik mittels des „gleichzeitigen Schließens von Schnüffelbohrungen“ eines herkömmlichen Hauptbremszylinders ausgelösten (deutlichen) Kraftstufe (innerhalb des Jump-in-Bereichs) umschreiben. Die Steigerung der zweiten Vorspannkraft/Vorspannung der Sekundärfedereinrichtung 22 gegenüber der kleineren ersten Vorspannkraft/Vorspannung der Primärfedereinrichtung 20 verbessert somit ein Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl des das Bremsbetätigungselement 18 betätigenden Fahrers.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines mit dem Hauptbremszylinder ausgestatteten Bremssystems.
Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist bei dem Bremssystem der 2 der Simulator 26 an der Sekundärkammer 10b des Hauptbremszylinders 10 angebunden. Somit müssen die Vorspannung der Simulatorfeder 40 und die Haftreibung der Dichtung 42 des Simulatorkolbens 44 erst ab einem Schließen der zweiten Schnüffelbohrung 46 überwerden werden. Die zum Überwinden der Vorspannung der Simulatorfeder 40 und der Haftreibung der Dichtung 42 des Simulatorkolbens 44 aufzubringende Steigerung der Fahrerbremskraft F_driver tritt somit erst bei einem größeren Eingangsstangenweg so auf.
Bezüglich weiterer Merkmale des Bremssystems der 2 wird auf die zuvor beschriebene Ausführungsform verwiesen. Die Bremssysteme der 1 und 2 weisen beide auch den Vorteil auf, dass, sofern das jeweilige Bremssystem im By-Wire-Modus (mit geschlossenen Trennventilen 36 und 52) vorliegt, das gesamte aus dem Hauptbremszylinder 10 herausgeschobene Volumen in den Simulator 26 verschoben wird.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines mit dem Hauptbremszylinder ausgestatteten Bremssystems.
Bei der in 3 schematisch dargestellten Ausführungsform ist jeder Bremskreis 34 und 50 mit je einem Simulator 26a oder 26b, je einem Trennventil 36 oder 52 und je einem Simulatortrennventil 38a oder 38b ausgestattet. Mittels eines Schaltens der Trennventile 36 und 52 kann für das Bremssystem der 3 wahlweise entweder eine Eingangsstangenweg/Fahrerbremskraft-Kennlinie wie beim Bremssystem der 1 oder eine Eingangsstangenweg/Fahrerbremskraft-Kennlinie wie beim Bremssystem der 2 eingestellt werden. Dies kann z.B. zur Verkürzung eines Jump-in-Bereichs genutzt werden. Zur Sicherstellung eines mechanischen Backups kann jeder Simulator 26a und 26b lediglich zur Aufnahme der Hälfte des aus dem Hauptbremszylinder 10 herausdrückbaren Bremsflüssigkeitsvolumens ausgelegt sein.
Die oben beschriebenen Vorteile der vorausgehend erläuterten Ausführungsformen von Hauptbremszylindern 10 bewirkt auch eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit dem jeweiligen Hauptbremszylinder 10 und mindestens einem Simulator 26, wobei der mindestens eine Simulator 26 wahlweise entweder nur an der von der Primärkolbenkomponente 14 und der Sekundärkolbenkomponente 16 begrenzten Primärkammer 10a des Hauptbremszylinders 10, nur an der von der Sekundärkolbenkomponente 16 begrenzten Sekundärkammer 10b des Hauptbremszylinders 10, oder an der Primärkammer 10a und der Sekundärkammer 10b des Hauptbremszylinders 10 angebunden ist
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Bremssysteme, bzw. die entsprechenden Bremsvorrichtungen, aufgrund des „seriellen Schließens“ der Schnüffelbohrungen 30 und 46 (d.h. des „Schließens der Schnüffelbohrungen 30 und 46 nacheinander“) „problemlos“ bremskraftverstärkerlos ausgebildet sein können. (Darunter kann verstanden werden, dass in allen Betriebsmoden der Bremsvorrichtung/des Bremssystems die auf das Bremsbetätigungselement 18 ausgeübte Fahrerbremskraft F_driver unverstärkt auf zumindest die Primärkolbenkomponente 14 des Hauptbremszylinders 10 übertragen wird.) Auf die Ausstattung der Bremsvorrichtung/des Bremssystems mit einem Bremskraftverstärker, wie beispielsweise einem Vakuum-Bremskraftverstärker, kann somit (im Wesentlichen) verzichtet werden. Gleichzeitig kann, wie mittels der vorteilhaften kontinuierlichen Kennlinie der Fahrerbremskraft F_driver ohne spürbare Kraftsprünge der 1b gezeigt ist, ein Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl „wie bei einem Vakuum-Bremskraftverstärker“ simuliert werden (während ein mittels der Fahrerbremskraft F_driver angeforderter Bremsdruckaufbau mittels einer anderen Quelle bewirkbar ist).
Bei allen oben beschriebenen Bremssystemen kann die zweite Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung 22 um mindestens 10 Newton, speziell um mindestens 20 Newton, insbesondere um mindestens 30 Newton, größer als die erste Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung sein. Dies gewährleistet jeweils das gewünschte „serielle Schließen“ der Schnüffelbohrungen 30 und 46.
Während ein herkömmlicher Hauptbremszylinder in der Regel gefesselte Rückstellfedern aufweist, können bei dem Hauptbremszylinder 10 aller oben beschriebenen Bremssysteme die Primärfedereinrichtung 20 und/oder die Sekundärfedereinrichtung 22 mindestens eine ungefesselte Feder umfassen. In den 1a, 2 und 3 weist jede Federeinrichtung 20 und 22 je eine ungefesselte Feder auf. Ebenso können die Primärfedereinrichtung 20 und/oder die Sekundärfedereinrichtung 22 jedoch auch mindestens eine gefesselte Feder haben. Außerdem können auch mindestens zwei (ungefesselte und/oder gefesselte) Federn pro Federeinrichtung 20 oder 22 in dem Hauptbremszylinder 10 eingesetzt sein. Die Federeinrichtungen 20 und 22 können somit vielseitig ausgebildet sein.
Um die Verwendung von je einer ungefesselten Feder für die Federeinrichtungen 20 und 22 zu unterstützen, ist an dem Hauptbremszylindergehäuse 12 des Hauptbremszylinders 10 auch ein Primärkolbenkontaktierbereich 12b derart ausgebildet, dass ein maximaler Abstand der Primärkolbenkomponente 14 zu der (von der Sekundärfedereinrichtung 22 kontaktierten) Wand 12a des Hauptbremszylindergehäuses 12 vorgegeben ist, indem die in dem maximalen Abstand zu der Wand 12a vorliegende Primärkolbenkomponente 14 den Primärkolbenkontaktierbereich 12b kontaktiert. Ein Herausfallen/Herausgleiten der Primärkolbenkomponente 14 aus dem Hauptbremszylinder 10 muss somit nicht befürchtet werden. Ebenso kann mittels des Primärkolbenkontaktierbereichs 12b eine maximale Länge der Federeinrichtungen 20 und 22 vorgegeben werden. Das Ausbilden des Primärkolbenkontaktierbereichs 12b an dem Hauptbremszylindergehäuse 12 steigert auch eine Genauigkeit beim Bestimmen des Eingangsstangenwegs so. Wahlweise kann auch ein Endanschlag 12c für die Sekundärkolbenkomponente 16 an dem Hauptbremszylindergehäuse 12 ausgebildet sein. Somit kann die Sekundärkolbenkomponente 16 wahlweise mittels einer Federfesselung oder mittels des Endanschlags 12c in eine definierte Ruhestellung gebracht werden.
Als Weiterbildung können die oben beschriebenen Bremssysteme noch mit mindestens einem Drucksensor ausgebildet sein. Der mindestens eine Drucksensor kann wahlweise an einem Simulator-bestückten Bremskreis und/oder an einem simulatorlosen Bremskreis angebunden sein. In allen Fällen kann mittels mindestens eines durch Verwendung des mindestens einen Drucksensors gemessenen Druckwerts/Vordruckwerts eine Eingangsstangenmessung überprüft und/oder verbessert werden. Außerdem kann bei einem fehlerhaften Signal der Eingangsstangenmessung unter Berücksichtigung des mindestens einen gemessenen Druckwerts/Vordruckwerts ein Ersatzwert für den Eingangsstangenweg so festgelegt werden. Alle oben beschriebenen Bremssysteme können z.B. unter Nutzung des anhand des mindestens einen gemessenen Druckwerts/Vordruckwerts festgelegten Ersatzwerts für den Eingangsstangenweg so verlässlich im By-Wire-Modus betrieben werden.
Die oben beschriebenen Bremssysteme eignen sich aufgrund ihrer Ausbildung als By-Wire-Bremssysteme gut zum Rekuperieren oder zum autonomen Bremsen. Eine Verwendung des Hauptbremszylinders in einem By-Wire-Bremssystem ist jedoch nicht zwingend.
4 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für einen Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs.
Beim Ausführen des Herstellungsverfahrens werden in einem Verfahrensschritt S eine Primärkolbenkomponente und eine Sekundärkolbenkomponente in einem Hauptbremszylindergehäuse des späteren Hauptbremszylinders angeordnet. In einem Teilschritt S1 wird dazu eine Primärfedereinrichtung mit einer ersten Vorspannkraft zwischen der Primärkolbenkomponente und der Sekundärkolbenkomponente vorgespannt. In einem weiteren Teilschritt S2 wird eine Sekundärfedereinrichtung mit einer zweiten Vorspannkraft zwischen der Sekundärkolbenkomponente und einer Wandkomponente des Hauptbremszylindergehäuses vorgespannt, wobei die Sekundärfedereinrichtung mit einer zweiten Vorspannkraft größer als die erste Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung vorgespannt wird. Die Teilschritte S1 und S2 können in beliebiger Reihenfolge, gleichzeitig oder zeitlich überlappend ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014217427 A1 [0002]

Claims

Hauptbremszylinder (10) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit: einem Hauptbremszylindergehäuse (12); einer Primärkolbenkomponente (14); einer Sekundärkolbenkomponente (16); einer mit einer ersten Vorspannkraft zwischen der Primärkolbenkomponente (14) und der Sekundärkolbenkomponente (16) vorgespannten Primärfedereinrichtung (20); und einer mit einer zweiten Vorspannkraft zwischen der Sekundärkolbenkomponente (16) und einer Wandkomponente (12a) des Hauptbremszylindergehäuses (12) vorgespannten Sekundärfedereinrichtung (22); dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung (22) größer ist als die erste Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung (20).
Hauptbremszylinder (10) nach Anspruch 1, wobei die zweite Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung (22) um mindestens 10 Newton größer ist als die erste Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung (20).
Hauptbremszylinder (10) nach Anspruch 2, wobei die zweite Vorspannkraft der Sekundärfedereinrichtung (22) um mindestens 20 Newton größer ist als die erste Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung (20).
Hauptbremszylinder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Primärfedereinrichtung (20) und/oder die Sekundärfedereinrichtung (22) mindestens eine gefesselte Feder umfassen.
Hauptbremszylinder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Primärfedereinrichtung (20) und/oder die Sekundärfedereinrichtung (22) mindestens eine ungefesselte Feder umfassen.
Hauptbremszylinder (10) nach Anspruch 5, wobei an dem Hauptbremszylindergehäuse (12) ein Primärkolbenkontaktierbereich (12b) derart ausgebildet ist, dass ein maximaler Abstand der Primärkolbenkomponente (14) zu der von der Sekundärfedereinrichtung (22) kontaktierten Wandkomponente (12a) des Hauptbremszylindergehäuses (12) vorgegeben ist, indem die in dem maximaler Abstand zu der von der Sekundärfedereinrichtung (22) kontaktierten Wandkomponente (12a) vorliegende Primärkolbenkomponente (14) den Primärkolbenkontaktierbereich (12b) kontaktiert.
Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit: dem Hauptbremszylinder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und mindestens einen Simulator (26), wobei der mindestens eine Simulator (26) an einer von der Primärkolbenkomponente (14) und der Sekundärkolbenkomponente (16) begrenzten Primärkammer (10a) des Hauptbremszylinders (10) und/oder an einer von der Sekundärkolbenkomponente (16) begrenzten Sekundärkammer (10b) des Hauptbremszylinders (10) angebunden ist.
Bremssystem für ein Fahrzeug mit: dem Hauptbremszylinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6; einem Primärbremskreis (34) mit mindestens einem ersten Radbremszylinder, welcher an einer von der Primärkolbenkomponente (14) und der Sekundärkolbenkomponente (16) begrenzten Primärkammer (10a) des Hauptbremszylinders (10) angebunden ist; und einem Sekundärbremskreis (50) mit mindestens einem zweiten Radbremszylinder, welcher an einer von der Sekundärkolbenkomponente (16) begrenzten Sekundärkammer (10b) des Hauptbremszylinders (10) angebunden ist.
Bremssystem nach Anspruch 8, wobei mindestens ein Simulator (26) an dem Primärbremskreis (34) und/oder an dem Sekundärbremskreis (50) angebunden ist.
Herstellungsverfahren für einen Hauptbremszylinder (10) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Schritten: Anordnen einer Primärkolbenkomponente (14) und einer Sekundärkolbenkomponente (16) in einem Hauptbremszylindergehäuse (12) des späteren Hauptbremszylinders (10) (S); wobei zwischen der Primärkolbenkomponente (14) und der Sekundärkolbenkomponente (16) eine Primärfedereinrichtung (20) mit einer ersten Vorspannkraft vorgespannt wird (S1); und wobei zwischen der Sekundärkolbenkomponente (16) und einer Wandkomponente (12a) des Hauptbremszylindergehäuses (12) eine Sekundärfedereinrichtung (22) mit einer zweiten Vorspannkraft vorgespannt wird (S2); dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärfedereinrichtung (22) mit einer zweiten Vorspannkraft größer als die erste Vorspannkraft der Primärfedereinrichtung (20) vorgespannt wird.