DE102019211811A1 - Betätigungseinrichtung für eine Bremsanlage, Bremsanlage - Google Patents

Betätigungseinrichtung für eine Bremsanlage, Bremsanlage Download PDF

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Patrick Christian Schaefer
Volker Mehl
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung (1) für eine Bremsanlage, mit einem Hauptbremszylinder (2), in dem zumindest ein Kolben (3) axial verschiebbar gelagert ist, mit einer Eingangsstange (7), die axial verschiebbar und mit einem Bremspedal koppelbar ist, mit einem Bremskrafterzeuger (9), der einen Elektromotor (11) und ein relativ zu der Eingangsstange (7) axial verschiebbares Betätigungselement (10) aufweist, wobei der Elektromotor (11) dazu ausgebildet ist, das Betätigungselement (10) in Abhängigkeit von einer ermittelten Schiebestellung der Eingangsstange (7) axial zu verschieben, und mit einem scheibenförmigen Axialkraftübertrager (12), der axial zwischen dem Kolben (3) einerseits und der Eingangsstange (7) und dem Betätigungselement (10) andererseits angeordnet ist, sodass der Kolben (3) mittels des Axialkraftübertragers (12) sowohl durch die Eingangsstange (7) als auch durch das Betätigungselement (10) betätigbar ist. Es ist vorgesehen, dass der scheibenförmige Axialkraftübertrager (12) in einer stirnseitigen Axialausnehmung (15) des Kolbens (3) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine Bremsanlage, mit einem Hauptbremszylinder, in dem zumindest ein Kolben axial verschiebbar gelagert ist, mit einer Eingangsstange, die axial verschiebbar und mit einem Bremspedal koppelbar ist, mit einem Bremskrafterzeuger, der einen Elektromotor und ein relativ zu der Eingangsstange axial verschiebbares Betätigungselement aufweist, wobei der Elektromotor dazu ausgebildet ist, das Betätigungselement in Abhängigkeit von einer ermittelten Schiebestellung der Eingangsstange axial zu verschieben, und mit einem scheibenförmigen Axialkraftübertrager, der axial zwischen dem Kolben einerseits und der Eingangsstange und dem Betätigungselement andererseits angeordnet ist, sodass der Kolben mittels des Axialkraftübertragers sowohl durch die Eingangsstange als auch durch das Betätigungselement betätigbar ist.
  • Außerdem betrifft die Erfindung eine Bremsanlage mit zumindest einer Reibbremseinrichtung und der oben genannten Betätigungseinrichtung.
  • Stand der Technik
  • Betätigungseinrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Beispielsweise handelt es sich bei der zweiten Generation des iBooster-Systems der Anmelderin (iBooster2) um eine derartige Betätigungseinrichtung. Der iBooster2 weist einen Hauptbremszylinder auf, in dem zumindest ein Kolben axial verschiebbar gelagert ist. Um ein Verzögerungsmoment zu erzeugen, ist der Hauptbremszylinder fluidtechnisch mit Reibbremseinrichtungen einer Bremsanlage derart verbunden/verbindbar, dass durch eine axiale Verschiebung des Kolbens in eine Betätigungsrichtung eine Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder in Bremszylinder der Reibbremseinrichtungen verschoben und infolgedessen ein Reibbremsmoment durch die Reibbremseinrichtungen erzeugt wird. Der iBooster2 weist außerdem eine Eingangsstange auf, die axial verschiebbar und mit einem Bremspedal koppelbar ist, sodass die mit dem Bremspedal gekoppelte Eingangsstange durch eine Betätigung des Bremspedals in die Betätigungsrichtung axial verschoben wird. Der iBooster 2 weist außerdem einen Bremskrafterzeuger auf, der einen Elektromotor und ein relativ zu der Eingangsstange axial verschiebbares Betätigungselement aufweist. Der Elektromotor ist dabei dazu ausgebildet, das Betätigungselement in Abhängigkeit von einer ermittelten Schiebestellung der Eingangsstange axial zu verschieben. Weiterhin weist der iBooster2 einen scheibenförmigen Axialkraftübertrager auf, der axial zwischen dem Kolben des Hauptbremszylinders einerseits und der Eingangsstange und dem Betätigungselement andererseits angeordnet ist. Durch den Axialkraftübertrager wird also eine direkte axiale Anlage der Eingangsstange an dem Kolben und eine direkte axiale Anlage des Betätigungselements an dem Kolben verhindert. Allerdings ist der Kolben mittels des Axialkraftübertragers durch die Eingangsstange, durch das Betätigungselement oder durch die Eingangsstange und das Betätigungselement gemeinsam betätigbar beziehungsweise in die Betätigungsrichtung verschiebbar.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Betätigungseinrichtung bauraumsparend ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass der scheibenförmige Axialkraftübertrager in einer stirnseitigen Axialausnehmung des Kolbens angeordnet ist. Bei der die Axialausnehmung aufweisenden Stirnseite des Kolbens handelt es sich dabei um die Stirnseite des Kolbens, die dem Bremspedal beziehungsweise einem mit dem Bremspedal koppelbaren Ende der Eingangsstange zugewandt ist. Unter einer Scheibenform ist eine Zylinderform zu verstehen, deren Radialerstreckung deutlich größer ist als ihre Axialerstreckung. Die Begriffe „radial“ und „axial“ beziehen sich dabei auf den bestimmungsgemäß in der Betätigungseinrichtung angeordneten Axialkraftübertrager. Der Axialkraftübertrager ist zumindest bei der Betätigung des Kolbens wenigstens abschnittsweise in der Axialausnehmung angeordnet.
  • Besonders bevorzugt ist der Axialkraftübertrager insgesamt in der Axialausnehmung angeordnet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Axialkraftübertrager zumindest bei einer Betätigung des Kolbens axial direkt an einem Boden der Axialausnehmung anliegt. Durch eine derartige Ausbildung der Betätigungseinrichtung wird zum einen der für die Betätigungseinrichtung benötigte Bauraum weiter verringert. Zum anderen wird ein sicherer Anlagekontakt zwischen dem Axialkraftübertrager und dem Kolben beim Betätigen des Kolbens gewährleistet. Hierzu ist der Boden der Axialausnehmung vorzugsweise an eine dem Boden zugewandte Stirnseite des Axialkraftübertragers formangepasst. Daraus ergibt sich eine vorteilhafte Anlagekontaktfläche zwischen dem Axialkraftübertrager und dem Kolben. Auf einen stangenförmigen Axialkraftübertrager, der zwischen dem scheibenförmigen Axialkraftübertrager einerseits und dem Kolben andererseits angeordnet ist, wird vorzugsweise verzichtet.
  • Vorzugsweise liegt zumindest bei einer Betätigung des Kolbens durch die Eingangsstange die Eingangsstange axial direkt an dem Axialkraftübertrager an. Dadurch wird ein sicherer Anlagekontakt zwischen der Eingangsstange und dem Axialkraftübertrager gewährleistet. Außerdem wird der für die Betätigungseinrichtung benötigte Bauraum durch die direkte axiale Anlage der Eingangsstange an dem Axialkraftübertrager weiter verringert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest bei einer Betätigung des Kolbens durch das Betätigungselement das Betätigungselement axial direkt an dem Axialkraftübertrager anliegt. Dadurch wird ein sicherer axialer Anlagekontakt zwischen dem Betätigungselement einerseits und dem Axialkraftübertrager andererseits gewährleistet. Außerdem ergibt sich auch daraus der Vorteil, dass der für die Betätigungseinrichtung benötigte Bauraum weiter verringert wird.
  • Vorzugsweise sind zumindest bei einer Betätigung des Kolbens die Axialstange und/oder das Betätigungselement wenigstens abschnittsweise in der Axialausnehmung angeordnet. Auch daraus ergibt sich der Vorteil, dass der zur Ausbildung der Betätigungseinrichtung benötigte Bauraum weiter verringert wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Außenkontur des Axialkraftübertragers zur Radiallagerung des Axialkraftübertragers einer Innenkontur der Axialausnehmung zumindest im Wesentlichen entspricht. Vorzugsweise liegt die Außenkontur des Axialkraftübertragers vollumfänglich an der Innenkontur der Axialausnehmung radial an. Verschiebungen des Axialkraftübertragers in radiale Richtungen, insbesondere beim Betätigen des Kolbens, werden dadurch vermieden. Außerdem ist eine elastische Verformung des elastisch ausgebildeten Axialkraftübertragers bei der Betätigung des Kolbens mittels des Axialkraftübertragers durch die Eingangsstange und/oder durch das Betätigungselement gering. Dadurch ist ein gewünschtes Reibbremsmoment durch die Betätigungseinrichtung präzise erzeugbar.
  • Vorzugsweise ist das Betätigungselement hülsenförmig ausgebildet und umschließt die Eingangsstange radial. Unter einem hülsenförmigen Element ist dabei ein zylinderförmiges Element zu verstehen, das einen Axialdurchbruch aufweist, wobei die Eingangsstange zumindest abschnittsweise in dem Axialdurchbruch angeordnet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung wird erreicht, dass der Kolben sowohl durch die Eingangsstange als auch durch das Betätigungselement radialkraftarm beziehungsweise radialkraftfrei betätigbar ist. Es werden also sowohl durch die Eingangsstange als auch durch das Betätigungselement beim Betätigen des Kolbens zumindest im Wesentlichen Axialkräfte auf den Kolben übertragen. Hierdurch wird ein Verkippen oder Verkanten des Kolbens in dem Hauptbremszylinder vermieden.
  • Vorzugsweise weist die Betätigungseinrichtung zumindest ein erstes Federelement auf, das zum Rückstellen des Betätigungselementes zwischen einer Stirnseite eines gehäusefesten Elementes der Betätigungseinrichtung, die dem mit dem Bremspedal koppelbaren Ende der Eingangsstange zugewandt ist, einerseits und dem Betätigungselement andererseits axial vorgespannt gehalten ist. Beispielsweise ist das erste Federelement zwischen dem Hauptbremszylinder einerseits und dem Betätigungselement andererseits axial vorgespannt gehalten. Es wird dabei davon ausgegangen, dass der Hauptbremszylinder zum Rückstellen der Betätigungseinrichtung bezogen auf ein Gehäuse der Betätigungseinrichtung gehäusefest angeordnet ist. Alternativ dazu ist das erste Federelement vorzugsweise zwischen einem mit dem Hauptbremszylinder gekoppelten Gehäuse, beispielsweise einem Gehäuse des Bremskrafterzeugers, einerseits und dem Betätigungselement andererseits axial vorgespannt gehalten. Es ergibt sich daraus der Vorteil, dass zumindest das Betätigungselement im Anschluss an eine Betätigung des Kolbens rückstellbar ist. Insbesondere ist das Betätigungselement auch dann rückstellbar, wenn der Elektromotor eine Fehlfunktion aufweist.
  • Vorzugsweise weist die Betätigungseinrichtung zumindest ein zweites Federelement auf, das zum Rückstellen der Eingangsstange zwischen dem Betätigungselement einerseits und der Eingangsstange andererseits axial vorgespannt gehalten ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Eingangsstange im Anschluss an eine Betätigung des Kolbens durch die Eingangsstange rückstellbar ist. Vorzugsweise ist das zweite Federelement zusätzlich zu dem oben beschriebenen ersten Federelement vorhanden. Die Federelemente sind dann vorzugsweise unter Zwischenschaltung des Betätigungselementes zueinander in Reihe geschaltet. Durch einen Benutzer der Betätigungseinrichtung beziehungsweise des Bremspedals ist dann lediglich eine durch das zweite Federelement auf die Eingangsstange übertragene Axialkraft haptisch wahrnehmbar. Eine durch das erste Federelement erzeugte und auf das Betätigungselement übertragene Axialkraft wird durch den Benutzer nicht direkt haptisch wahrgenommen. Vorzugsweise ist das zweite Federelement derart ausgebildet, dass die durch das zweite Federelement auf die Eingangsstange übertragene Axialkraft durch den Benutzer nicht als unangenehm empfunden wird. Vorzugsweise weist das zweite Federelement hierzu eine zweite Federkonstante auf, die kleiner ist als eine erste Federkonstante des ersten Federelementes.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Mantelwand des hülsenförmigen Betätigungselementes eine Radialausnehmung aufweist, wobei sich ein Radialvorsprung der Eingangsstange in die Radialausnehmung erstreckt, und wobei das erste Federelement zwischen dem Betätigungselement einerseits in dem Radialvorsprung andererseits axial vorgespannt gehalten ist. Durch eine derartige Ausgestaltung des Betätigungselementes und der Eingangsstange ist die Betätigungseinrichtung besonders kompakt ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist ein Axialanschlag vorgesehen, der eine axiale Verschiebung der Eingangsstange entgegen der Betätigungsrichtung begrenzt. Vorzugsweise wird der Axialanschlag durch das Gehäuse des Bremskrafterzeugers gebildet. Die Schiebestellung der Eingangsstange, in der die Eingangsstange axial an dem Axialanschlag anliegt, wird dabei als unbetätigter Zustand bezeichnet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass, zumindest wenn die Eingangsstange axial an dem Axialanschlag anliegt, ein Axialabstand zwischen der Eingangsstange einerseits und dem Axialkraftübertrager andererseits vorhanden ist. Wird die Eingangsstange ausgehend von dem unbetätigten Zustand in die Betätigungsrichtung verschoben, so wird der Axialabstand verringert, beispielsweise weil der Axialkraftübertrager durch eine mit der Verschiebung der Eingangsstange korrespondierenden Verschiebung des Betätigungselementes elastisch verformt wird. In einer bestimmten Schiebestellung der Eingangsstange liegt dann die Eingangsstange axial an dem Axialkraftübertrager an. Vor Erreichen der bestimmten Schiebestellung ist lediglich eine geringe Axialkraft zum Verschieben der Eingangsstange in die Betätigungsrichtung notwendig. Insbesondere muss lediglich die durch das zweite Federelement bereitgestellte Axialkraft überwunden werden. Ab Erreichen der bestimmten Schiebestellung ist eine verglichen mit der vor dem Erreichen der bestimmten Schiebestellung benötigten Axialkraft gesteigerte Axialkraft zum Verschieben der Eingangsstange in die Betätigungsrichtung notwendig.
  • Die erfindungsgemäße Bremsanlage weist zumindest eine Reibbremseinrichtung auf und zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 13 durch die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung aus, wobei der Hauptbremszylinder der Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Reibbremseinrichtung fluidtechnisch mit der Reibbremseinrichtung verbunden ist. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigt die einzige
    • Figur eine Betätigungseinrichtung.
  • Die Figur zeigt eine Schnittdarstellung einer Betätigungseinrichtung 1. Bei der Betätigungseinrichtung 1 handelt es sich um eine Betätigungseinrichtung 1 einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs. Die Betätigungseinrichtung 1 weist einen Hauptbremszylinder 2 auf. Vorliegend handelt es sich bei dem Hauptbremszylinder 2 um einen Tandemhauptbremszylinder. In dem Hauptbremszylinder 2 sind ein erster Kolben 3 und ein als Schwimmkolben ausgebildeter zweiter Kolben 4 radialdicht und axial verschiebbar gelagert.
  • Der Hauptbremszylinder 2 ist fluidtechnisch mit nicht dargestellten Reibbremseinrichtungen der Bremsanlage verbunden. Hierzu sind Hydraulikleitungen 24, 25 vorgesehen. Durch die Hydraulikleitungen 24, 25 ist der Hauptbremszylinder 2 mit Bremszylindern der Reibbremseinrichtungen derart verbunden, dass durch eine axiale Verschiebung der Kolben 3 und 4 in eine Betätigungsrichtung 5 eine in dem Hauptbremszylinder 2 gelagerte Hydraulikflüssigkeit 6 in die Bremszylinder der Reibbremseinrichtungen verschoben und infolgedessen ein Reibbremsmoment durch die Reibbremseinrichtungen erzeugt wird. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist der Hauptbremszylinder 2 in der Figur lediglich vereinfacht dargestellt. Beispielsweise sind zwischen den Kolben 3 beziehungsweise 4 und dem Hauptbremszylinder 2 wirkende Radialdichtungen sowie mit dem Innenraum des Hauptbremszylinders 2 fluidtechnisch verbundene Ausgleichsbehälter für die Hydraulikflüssigkeit nicht dargestellt.
  • Die Betätigungseinrichtung 1 weist außerdem eine Eingangsstange 7 auf. Die Eingangsstange 7 weist einen stangenförmigen Grundkörper 7.1 und eine stirnseitige Verdickung 7.2 auf. Die stirnseitige Verdickung 7.2 ist dabei dem ersten Kolben 3 zugewandt. Die Eingangsstange 7 ist axial verschiebbar und weist ein von dem ersten Kolben 3 abgewandtes erstes Ende 8 auf, das mit einem Bremspedal koppelbar ist. Ist das erste Ende 8 mit dem Bremspedal gekoppelt, so ist die Eingangsstange 7 durch eine Betätigung des Bremspedals durch einen Benutzer der Bremsanlage axial in die Betätigungsrichtung 5 verschiebbar.
  • Die Betätigungseinrichtung 1 weist außerdem einen Bremskrafterzeuger 9 auf. Der Bremskrafterzeuger 9 weist ein Betätigungselement 10 auf. Das Betätigungselement 10 ist relativ zu der Eingangsstange 7 axial verschiebbar. Der Bremskrafterzeuger 9 weist außerdem einen Elektromotor 11 auf. Der Elektromotor 11 ist dazu ausgebildet, das Betätigungselement 10 in Abhängigkeit von einer ermittelten Schiebestellung der Eingangsstange 7 axial zu verschieben. Zum Verschieben des Betätigungselementes 10 durch den Elektromotor 11 ist zwischen dem Betätigungselement 10 und dem Elektromotor 11 ein nicht dargestelltes geeignetes Getriebe vorhanden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Getriebe um ein Spindelgetriebe, wobei eine Spindelmutter des Spindelgetriebes durch den Elektromotor 11 drehbar ist, und wobei eine Spindel des Spindelgetriebes mit der Spindelmutter kämmt und zur axialen Verschiebung des Betätigungselementes 10 mit dem Betätigungselement 10 gekoppelt ist.
  • Zum Ermitteln der Schiebestellung der Eingangsstange 7 weist die Betätigungseinrichtung 1 weiterhin eine in der Figur nur angedeutete Sensoreinrichtung 26 auf. Die Sensoreinrichtung 26 weist beispielsweise einen mit der Eingangsstange 7 gekoppelten Messwertgeber und einen mit dem Betätigungselement 10 gekoppelten Empfänger auf.
  • Die Betätigungseinrichtung 1 weist außerdem einen scheibenförmigen Axialkraftübertrager 12 auf. Der Axialkraftübertrager 12 weist vorliegend einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei eine Höhe 13 des Axialkraftübertragers 12 deutlich kleiner ist als ein Durchmesser 14 des Axialkraftübertragers 12. Bei dem Axialkraftübertrager 12 handelt es sich vorliegend um eine flache Gummischeibe. Der Axialkraftübertrager 12 ist also elastisch ausgebildet.
  • Der Axialkraftübertrager 12 ist zwischen dem ersten Kolben 3 einerseits und der Eingangsstange 7 und dem Betätigungselement 10 andererseits angeordnet.
  • Durch den Axialkraftübertrager 12 wird somit eine direkte axiale Anlage der Eingangsstange 7 an dem ersten Kolben 3 und eine direkte axiale Anlage des Betätigungselementes 10 an dem ersten Kolben 3 verhindert. Der erste Kolben 3 ist allerdings mittels des Axialkraftübertragers 12 sowohl durch die Eingangsstange 7 als auch durch das Betätigungselement 10 betätigbar, wobei unter einer Betätigung des ersten Kolbens 3 eine Verschiebung des ersten Kolbens 3 in die Betätigungsrichtung 5 zu verstehen ist.
  • Bei einer Betätigung des ersten Kolbens 3 durch die Eingangsstange 7 liegt die Eingangsstange 7 mittels der stirnseitigen Verdickung 7.2 axial direkt an dem Axialkraftübertrager 12 an. Analog dazu liegt bei einer Betätigung des ersten Kolbens 3 durch das Betätigungselement 10 das Betätigungselement 10 axial direkt an dem Axialkraftübertrager 12 an.
  • Der erste Kolben 3 weist eine stirnseitige Axialausnehmung 15 auf, in der der scheibenförmige Axialkraftübertrager 12 angeordnet ist. Die Axialausnehmung 15 ist dabei in der Stirnseite 16 des ersten Kolbens 3 ausgebildet, die dem ersten Ende 8 der Eingangsstange 7 beziehungsweise dem Bremspedal zugewandt ist. Der Axialkraftübertrager 12 liegt dabei zumindest bei einer Betätigung des ersten Kolbens 3 axial direkt an einem Boden 17 der Axialausnehmung 15 an. Vorliegend ist der Axialkraftübertrager 12 an dem Boden 17 befestigt, sodass der Axialkraftübertrager 12 auch dann direkt an dem Boden 17 anliegt, wenn der erste Kolben 3 nicht betätigt wird.
  • Der Axialkraftübertrager 12 weist eine Außenkontur auf, die einer Innenkontur der Axialausnehmung 15 zumindest im Wesentlichen entspricht. Hierdurch ist der Axialkraftübertrager 12 radial in der Axialausnehmung 15 gelagert. Durch diese Ausgestaltung der Außenkontur des Axialkraftübertragers 12 und der Innenkontur der Axialausnehmung 15 ist eine Verformung des elastisch ausgebildeten Axialkraftübertragers 12 bei einer Betätigung des ersten Kolbens 3 mittels des Axialkraftübertragers 12 gering.
  • Das Betätigungselement 10 ist hülsenförmig ausgebildet und umschließt die Eingangsstange 7 radial. Zur Ausbildung der Hülsenform weist das Betätigungselement einen Axialdurchbruch 18 und eine den Axialdurchbruch 18 begrenzende Mantelwand 32 auf. Die Eingangsstange 7 erstreckt sich dabei durch den Axialdurchbruch 18 hindurch.
  • Zum Rückstellen des Betätigungselementes 10 im Anschluss an eine Verschiebung in die Betätigungsrichtung 5 weist die Betätigungseinrichtung 1 ein erstes Federelement 19 auf, bei dem es sich vorliegend um eine Schraubenfeder 19 handelt. Das erste Federelement 19 ist zwischen dem Hauptbremszylinder 2 und einem mit dem Betätigungselement 10 gekoppelten Radialvorsprung 20 axial vorgespannt gehalten. Weil der Radialvorsprung 20 und das Betätigungselement 10 miteinander gekoppelt sind, wird davon ausgegangen, dass der Radialvorsprung 20 Teil des Betätigungselementes 10 ist. Der Hauptbremszylinder 2 ist dabei bezogen auf ein nicht dargestelltes Gehäuse der Betätigungseinrichtung 1 gehäusefest angeordnet. Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das erste Federelement 19 zwischen einem mit dem Hauptbremszylinder 2 gekoppelten Gehäuse, beispielsweise einem Gehäuse des Bremskrafterzeugers 9, einerseits und dem Betätigungselement 10 andererseits axial vorgespannt gehalten. Durch das erste Federelement 19 wird gewährleistet, dass das Betätigungselement 10 auch bei einer Fehlfunktion des Elektromotors 11 zuverlässig rückstellbar ist. Vorzugsweise sind mehrere in Umfangsrichtung des Hauptbremszylinders 2 gesehen verteilt angeordnete erste Federelemente vorhanden, die jeweils zwischen dem Hauptbremszylinder 2 und dem Radialvorsprung 20 axial vorgespannt gehalten sind. Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein einziges erstes Federelement 19 vorhanden, das koaxial zu der Eingangsstange 7 und dem Kolben 3 angeordnet ist. Hierdurch wird ein querkraftfreies Rückstellen des Betätigungselementes 10 gewährleistet.
    Die Betätigungseinrichtung 1 weist außerdem ein zweites Federelement 21 zum Rückstellen der Eingangsstange 7 auf. Auch bei dem zweiten Federelement 21 handelt es sich vorliegend um eine Schraubenfeder 21. Zum Rückstellen der Eingangsstange 7 ist das zweite Federelement 21 zwischen dem Betätigungselement 10 einerseits und der Eingangsstange 7 andererseits axial vorgespannt gehalten. Vorliegend weist die Mantelwand 32 des Betätigungselements 10 eine Radialausnehmung 22 auf, in die sich ein Radialvorsprung 23 der Eingangsstange 7 erstreckt. Das zweite Federelement 21 ist dabei im Bereich der Radialausnehmung 22 zwischen dem Betätigungselement 10 einerseits und dem Radialvorsprung 23 der Eingangsstange 7 andererseits axial vorgespannt gehalten. Das erste Federelement 19 stützt sich somit lediglich mittelbar, nämlich mittels des Betätigungselements 10 und des zweiten Federelements 21 an der Eingangsstange 7 axial ab. Hierdurch wird vermieden, dass bei einem Ausfall des Elektromotors 11 durch das erste Federelement 19 bereitgestellte und durch einen Benutzer der Betätigungseinrichtung 1 beziehungsweise des Bremspedals als unangenehm empfundene Axialkräfte auf die Eingangsstange 7 übertragen werden. Vorzugsweise sind mehrere in Umfangsrichtung des Betätigungselementes gesehen verteilt angeordnete zweite Federelemente vorhanden, die jeweils zwischen dem Betätigungselement 2 und dem Radialvorsprung 23 axial vorgespannt gehalten sind. Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein einziges zweites Federelement 21 vorhanden, das koaxial zu der Eingangsstange 7 angeordnet ist. Hierdurch wird ein querkraftfreies Rückstellen der Eingangsstange 7 gewährleistet.
  • In dem Inneren des Hauptbremszylinders 2 sind außerdem ein drittes Federelement 30 und ein viertes Federelement 31 angeordnet. Das dritte Federelement 30 ist zwischen dem ersten Kolben 3 einerseits und dem zweiten Kolben 4 andererseits axial vorgespannt gehalten. Das vierte Federelement 31 ist zwischen dem zweiten Kolben 4 einerseits und einer der Eingangsstange 7 zugewandten Stirnseite 31 des Hauptbremszylinders 2 andererseits axial vorgespannt gehalten. Gemäß einem nicht dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel wird auf das erste Federelement 19 vorzugsweise verzichtet. Die zum Rückstellen des Betätigungselementes 10 benötigte Axialkraft wird dann vorzugsweise durch das dritte Federelement 30 und das vierte Federelement 31 bereitgestellt. Durch den Verzicht auf das erste Federelement 19 ist die Betätigungseinrichtung 1 besonders kompakt ausbildbar.
  • In der Figur ist die Betätigungseinrichtung 1 in einem unbetätigten Zustand dargestellt. Auf die Eingangsstange 7 wird somit keine Axialkraft zur Verlagerung der Eingangsstange 7 in die Betätigungsrichtung 5 ausgeübt. Wie aus der Figur ersichtlich ist, liegt das Betätigungselement 10 im unbetätigten Zustand axial an einer dem Betätigungselement 10 und der Eingangsstange 7 zugewandten Stirnseite 28 des Axialkraftübertragers 12 an. Zwischen einem vorderen Ende der Eingangsstange 7 und der Stirnseite 28 ist ein Axialabstand 27 vorhanden. Dieser Axialabstand 27 entspricht im unbetätigten Zustand einem axialen Versatz 29 zwischen dem vorderen Ende der Eingangsstange 7 und einem vorderen Ende des Betätigungselementes 10. Der Elektromotor 11 ist dazu ausgebildet, das Betätigungselement 10 in Abhängigkeit von der Schiebestellung der Eingangsstange 7 axial derart zu verschieben, dass der axiale Versatz 29 zumindest im Wesentlichen konstant ist beziehungsweise bleibt. Wird ausgehend von dem unbetätigten Zustand die Eingangsstange 7 in die Betätigungsrichtung 5 verschoben, so wird der Elektromotor 11 derart angesteuert, dass das Betätigungselement 10 um dieselbe Strecke in die Betätigungsrichtung 5 verschoben wird wie die Eingangsstange 7. Durch die Verschiebung des Betätigungselementes 10 wird dabei der Axialkraftübertrager 12 zum einen in die Betätigungsrichtung 5 verschoben und zum anderen derart elastisch verformt, dass ein betätigungselementfreier mittlerer Bereich der Stirnseite 28 axial hinter dem vorderen Ende des Betätigungselementes 10 zurückbleibt. Dadurch verringert sich der Axialabstand 27 zwischen der Eingangsstange 7 und dem betätigungselementfreien Bereich der Stirnseite 28. Ab einer bestimmten axialen Verschiebung der Eingangsstange 7 liegt dann auch die Eingangsstange 7 direkt an dem Axialkraftübertrager 12, nämlich an dem betätigungselementfreien mittleren Bereich der Stirnseite 28, an. Der Verschiebungsbereich zwischen dem unbetätigten Zustand und der bestimmten axialen Verschiebung, ab der auch die Eingangsstange 7 axial an dem Axialkraftübertrager 12 anliegt, wird als Einsprung oder Jump-In bezeichnet. In diesem Verschiebungsbereich muss der Benutzer zum Verschieben des Eingangsstange 7 in die Betätigungsrichtung 5 lediglich die durch das zweite Federelement 21 bereitgestellte Axialkraft überwinden.

Claims (13)

  1. Betätigungseinrichtung für eine Bremsanlage, mit einem Hauptbremszylinder (2), in dem zumindest ein Kolben (3) axial verschiebbar gelagert ist, mit einer Eingangsstange (7), die axial verschiebbar und mit einem Bremspedal koppelbar ist, mit einem Bremskrafterzeuger (9), der einen Elektromotor (11) und ein relativ zu der Eingangsstange (7) axial verschiebbares Betätigungselement (10) aufweist, wobei der Elektromotor (11) dazu ausgebildet ist, das Betätigungselement (10) in Abhängigkeit von einer ermittelten Schiebestellung der Eingangsstange (7) axial zu verschieben, und mit einem scheibenförmigen Axialkraftübertrager (12), der axial zwischen dem Kolben (3) einerseits und der Eingangsstange (7) und dem Betätigungselement (10) andererseits angeordnet ist, sodass der Kolben (3) mittels des Axialkraftübertragers (12) sowohl durch die Eingangsstange (7) als auch durch das Betätigungselement (10) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Axialkraftübertrager (10) in einer stirnseitigen Axialausnehmung (15) des Kolbens (3) angeordnet ist.
  2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialkraftübertrager (12) zumindest bei einer Betätigung des Kolbens (3) axial direkt an einem Boden (17) der Axialausnehmung (15) anliegt.
  3. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einer Betätigung des Kolbens (3) durch die Eingangsstange (7) die Eingangsstange (7) axial direkt an dem Axialkraftübertrager (12) anliegt.
  4. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einer Betätigung des Kolbens (3) durch das Betätigungselement (10) das Betätigungselement (10) axial direkt an dem Axialkraftübertrager (12) anliegt.
  5. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einer Betätigung des Kolbens (3) die Eingangsstange (7) und/oder das Betätigungselement (10) wenigstens abschnittsweise in der Axialausnehmung (15) angeordnet sind.
  6. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkontur des Axialkraftübertragers (12) zur Radiallagerung des Axialkraftübertragers (12) einer Innenkontur der Axialausnehmung (15) zumindest im Wesentlichen entspricht.
  7. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (10) hülsenförmig ausgebildet ist und die Eingangsstange (7) radial umschließt.
  8. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein erstes Federelement (19), das zum Rückstellen des Betätigungselementes (10) zwischen einer Stirnseite eines gehäusefesten Elementes der Betätigungseinrichtung (1), die einem mit dem Bremspedal koppelbaren Ende (8) der Eingangsstange (7) zugewandt ist, einerseits und dem Betätigungselement (10) andererseits axial vorgespannt gehalten ist.
  9. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein zweites Federelement (21), das zum Rückstellen der Eingangsstange (7) zwischen dem Betätigungselement (10) einerseits und der Eingangsstange (7) andererseits axial vorgespannt gehalten ist.
  10. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mantelwand (32) des hülsenförmigen Betätigungselementes (10) eine Radialausnehmung (22) aufweist, wobei sich ein Radialvorsprung (23) der Eingangsstange (7) in die Radialausnehmung (22) erstreckt, und wobei das zweite Federelement (21) zwischen dem Betätigungselement (10) einerseits und dem Radialvorsprung (23) andererseits axial vorgespannt gehalten ist.
  11. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Axialanschlag, der eine axiale Verschiebung der Eingangsstange (7) entgegen einer Betätigungsrichtung (5) begrenzt.
  12. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, zumindest wenn die Eingangsstange (7) axial an dem Axialanschlag anliegt, ein Axialabstand (27) zwischen der Eingangsstange (7) einerseits und dem Axialkraftübertrager (12) andererseits vorhanden ist.
  13. Bremsanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Reibbremseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Betätigungseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Hauptbremszylinder (2) der Betätigungseinrichtung (1) zur Betätigung der Reibbremseinrichtung fluidtechnisch mit der Reibbremseinrichtung verbunden ist.
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