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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremskraftverstärkereinrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Herstellen einer Bremskraftverstärkereinrichtung für ein Fahrzeug.
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Stand der Technik
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Bei der Anwendung von Bremskraftverstärkereinrichtung kann eine Rückstellfeder die Position des Hauptbremszylinders nach dem Bremsprozess wieder in eine Neutralposition zurück verschieben und damit den Bremsdruck wieder abbauen. Die Rückstellfeder kann auf dem Gehäuse des Hauptbremszylinders aufsetzen und den Bewegungsweg des Hauptbremszylinders in Richtung des Aufbauens des Bremsdrucks limitieren.
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Üblicherweise kann für ein Rückstellen des Motors zum Antrieb des Getriebes in dem Bremskraftverstärker ein mechanischer Backup (Rückstellen) über eine einzige Rückstellfeder sichergestellt werden. Der sogenannte Backup kann dabei einen Ausfall des Motors betreffen, etwa bei einem Stromausfall am Motor, wobei eine Bremswirkungsposition des Hauptbremszylinders gelöst werden kann, in dem die Rückstellfeder die Rückbewegung des Hauptbremszylinders und der Getriebeeinheit, die eigentlich zum Rückstellen vom Motor bewegt werden kann, übernehmen kann.
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In der
WO 2013/083243 A1 wird ein Antriebsstrang eines allradbetreibbaren Fahrzeugs beschrieben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine eine Bremskraftverstärkereinrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Bremskraftverstärkereinrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 10.
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Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, eine Bremskraftverstärkereinrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Herstellen einer Bremskraftverstärkereinrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, wobei eine Rückstellkraft auf einen Hauptbremszylinder und auf eine Aktorik einer Bremskraftverstärkereinrichtung auf mehr als eine Rückstellfeder geteilt werden kann, wodurch die Rückstellkraft zielgerichteter eingesetzt und vergrößert werden kann.
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Durch ein Aufsplitten der Rückstellkraft der Feder kann eine Kraft für das Rückstellen des Hauptbremszylinders und einer Getriebeeinheit für einen Elektromotor, welcher als eine Aktorik des Hauptbremszylinders dienen kann, verbessert werden und gleichzeitig die im Backup (Bremslösung) gegen einen Fahrerfuß wirkende Kraft reduziert werden. Mittels einer solchen Reduzierung kann ein Bremsbetrieb und eine aufgebrachte Bremsleistung (performance) verbessert werden, was entweder in verbesserten Verzögerungswerten oder einer optimierten Abmessung der Hauptbremszylindereinheit resultieren kann. Zudem können günstigere Getriebesysteme verwendet werden.
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Erfindungsgemäß umfasst die Bremskraftverstärkereinrichtung eine Hauptbremszylindereinheit mit einem Hauptbremszylinder und mit einem Zylindergehäuse; einen Elektromotor und eine Getriebeeinheit, mit welcher der Hauptbremszylinder bewegbar ist und die Getriebeeinheit mit dem Elektromotor antreibbar ist; eine erste Rückstellfeder, welche an dem Zylindergehäuse anliegt und mit dem Hauptbremszylinder und/oder mit der Getriebeeinheit mechanisch verbunden ist, wobei der Hauptbremszylinder mittels der ersten Rückstellfeder in eine Neutralposition bewegbar ist; und eine zweite Rückstellfeder, welche mit der Getriebeeinheit mechanisch verbunden ist, und mit welcher eine Unterstützungskraft für die erste Rückstellfeder auf die Getriebeeinheit zum Einnehmen der Neutralposition erzeugbar ist.
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Der Hauptbremszylinder kann sich in dem Zylindergehäuse entlang einer Längsrichtung des Zylindergehäuses erstrecken.
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Die Neutralposition kann einem Bereich für die Position des Hauptbremszylinders entsprechen, bei welchem eine Bremskraft auf eine Bremse verringert sein kann oder nicht vorliegt. Es kann also durch die Rückstellfeder der Hauptbremszylinder von einer Bremsposition in die Neutralposition geschoben werden, wenn die Bremse gelöst werden soll. Der Hauptbremszylinder kann mit weiteren Federn im Zylindergehäuse verbunden sein. Die Rückstellfeder kann einen Radius umfassen, welcher kleiner ist als der Radius des Zylindergehäuses, wobei das Zylindergehäuse selbst eine Zylindersymmetrie relativ zur Haupterstreckungsrichtung aufweisen kann.
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Der Aufliegebereich für die erste Rückstellfeder kann an einer Stirnseite des Zylindergehäuses befindlich sein, welche senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung verlaufen kann. Die erste und/oder zweite Rückstellfeder kann an dem Aufliegebereich mechanisch fixiert sein und mit der Federkraft gegen die Fläche des Aufliegebereichs und entgegen die Haupterstreckungsrichtung drücken.
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Durch ein Aufspalten der Rückstellkraft in erste Rückstellfeder und zweite Rückstellfeder kann eine Gegenkraft für den Fahrer im Backupfall verringert werden. Dadurch kann eine Erhöhung der Bremswirkung (Performance) erzielt werden. Des Weiteren können durch eine bessere Unterstützung der zweiten Rückstellfeder auf die Rückstellwirkung des Getriebes und damit des Elektromotors günstigere Getriebe genutzt werden und durch die Anwendung zweier Rückstellfedern im Gehäuse der Hauptbremszylindereinheit eine Bauraumreduzierung gegenüber einer einzigen Rückstellfeder erzielt werden.
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Es können im Backup (mechanisches Rückstellen bei Ausfall des Motors) die Bremsen besser druckfrei an den Bremsmitteln, also kraftfrei, gestellt werden oder der Druck an den Bremsmitteln und dabei die Kraftwirkung zumindest verringert werden, um ein Aufheizen der Bremseinheit, etwa Bremszangen, im Backup (Abschleppen) zu verringern oder zu vermeiden.
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Da die Federkraft entgegen der Backupfederkraft wirkt kann sie nicht beliebig erhöht werden, da sonst eine vorbestimmte Mindestverzögerung nicht erreicht werden kann. Das wiederum hat zur Folge, dass üblicherweise bei Anwendung einer einzigen Rückstellfeder sehr effiziente und teure Getriebesysteme notwendig sein können, um das Rückstellen mit der bereitgestellten Kraft zu ermöglichen.
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Es kann der Hauptbremszylinder und/oder die Getriebeeinheit in eine jeweilige Neutralposition, bei welcher die Bremse gelöst ist, mittels der ersten und/oder zweiten Rückstellfeder bewegt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremskraftverstärkereinrichtung ist die Hauptbremszylindereinheit ein Tandem-Hauptbremszylinder.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremskraftverstärkereinrichtung umfasst die Hauptbremszylindereinheit ein Außengehäuse, in welcher das Zylindergehäuse, die Getriebeeinheit, die erste Rückstellfeder und die zweite Rückstellfeder sowie eine Spindel angeordnet sind, wobei die Spindel einen Befestigungsbereich für die zweite Rückstellfeder umfasst, wobei die erste Rückstellfeder zwischen dem Zylindergehäuse und der Getriebeeinheit angeordnet ist und die zweite Rückstellfeder zwischen der Getriebeeinheit und dem Befestigungsbereich angeordnet ist.
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Das Außengehäuse kann ein Festkörpergehäuse um die Hauptbremszylindereinheit aufweisen, und vorteilhaft auch einen Gummibalg im Bereich der Spindel und der Pedalstange und um diese herum aufweisen, welcher in Richtung der Bewegung der Spindel stauchbar und streckbar sein kann. Der Befestigungsbereich der Spindel kann einen kreisrunden Rand an einem Ende der Spindel umfassen, welches der Getriebeeinheit abgewandt sein kann, wobei sich der kreisrunde Rand radial von der Spindel, und dabei radial von einer Längsachse (Symmetrieachse) der Spindel, wegerstrecken kann und eine flache Anschlagsseite für die zweite Rückstellfeder darstellen kann. An der gegenüberliegenden Seite kann die zweite Rückstellfeder an ein Gehäuse oder einen Gehäusebereich des Außengehäuses oder des Elektromotors oder auf einen Vorsprung an der Getriebeeinheit aufgesetzt sein und mit der Getriebeeinheit wirkverbunden sein kann. Die Spindel kann im Innenbereich hohl sein, wobei sich ein Plunger durch die Spindel hindurch erstrecken kann, wenn der Fahrer einen Druck auf eine Pedalstange ausübt (diese durch den Innenbereich der Spindel durchstoßen kann), vorteilhaft in Richtung des Hauptbremszylinders und dadurch den Elektromotor dazu veranlassen, den Hauptbremszylinder über die Getriebeeinheit zu einem Bremszustand zu bewegen. Dies kann vorteilhaft dann als ein Durchstoßen des Plungers durch die Spindel erfolgen, wenn die zweite Rückstellfeder noch teilweise oder ganz gestaucht ist, etwa wenn die Getriebeeinheit und der Hauptbremszylinder aus einer Bremsposition zurück in Richtung der Neutralposition bewegt werden sollen (backup, etwa bei einem Ausfall des Elektromotors oder dessen Stromversorgung) und dabei ein erneutes Bremsen vom Fahrer betätigt wird, sodass die zweite Rückstellfeder und die Spindel nicht oder noch nicht mitbewegt werden (diese kann beim nachträglichen Verschieben des Hauptbremszylinders durch die Getriebeeinheit nachgezogen werden und dann erst die zweite Rückstellfeder erneut bewegen/stauchen). In diesem Fall drückt der Fahrer durch das Durchstoßen nur gegen die Rückstellkraft der ersten Rückstellfeder.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremskraftverstärkereinrichtung sind die erste Rückstellfeder und die zweite Rückstellfeder mit deren Haupterstreckungsrichtungen entlang einer gleichen Richtung und/oder Geraden angeordnet, wobei eine erste Kraftwirkung der ersten Rückstellfeder und eine zweite Kraftwirkung der zweiten Rückstellfeder entlang einer gleichen Geraden oder entlang zweier parallelen Geraden verlaufen.
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Durch die gleiche Anordnung kann ein Bauraum in radialer Dimension verkleinert werden und die Kraftwirkung in gleichmäßiger auf die Getriebeeinheit gebracht werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremskraftverstärkereinrichtung dringt eine Pedalstange in das Außengehäuse ein und ist mit einem Plunger innerhalb der Spindel verbunden oder verbindbar, wobei zumindest bei einer teilweise gestauchten Lage der zweiten Rückstellfeder der Plunger durch die Spindel zumindest teilweise durchdrückbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremskraftverstärkereinrichtung umgibt die zweite Rückstellfeder die Spindel zumindest bereichsweise ringsum.
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Durch die radial ringsum verlaufende Anordnung kann ein Bauraum der Bremskraftverstärkereinrichtung vorteilhaft weiter verringert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremskraftverstärkereinrichtung sind die erste Rückstellfeder und/oder die zweite Rückstellfeder dazu ausgelegt eine ausreichende Kraft auf den Hauptbremszylinder und/oder auf die Getriebeeinheit auszuüben, dass im Falle eines Betriebsausfalls des Elektromotors die Neutralposition bei Bremslösung durch einen Fahrer erreichbar ist oder zumindest eine Vorstufe der Neutralposition erreichbar ist, wobei lediglich eine vorbestimmte oder keine Restbremswirkung verbleibt.
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Es kann eine Mindestvorgabe gemacht werden, welche Position der rückgestellte Hauptbremszylinder beim Lösen der Bremswirkung zumindest durch die beiden Rückstellfedern erreichen soll, welche die vollständige Neutralwirkung der Bremskraft an der Neutralposition noch nicht erreicht. Diese Mindestvorgabe kann durch eine geeignete Wahl der ersten und/oder zweite Rückstellfeder beim Herstellen der Bremskraftverstärkereinrichtung gewählt und vorgegeben werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremskraftverstärkereinrichtung sind die erste Rückstellfeder und die zweite Rückstellfeder dazu eingerichtet, zusammen eine Rückstellkraft zum Einstellen der Neutralposition von zumindest 200 N auf die Getriebeeinheit auszuüben.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremskraftverstärkereinrichtung weisen die erste Rückstellfeder und die zweite Rückstellfeder einen gleichen Federkoeffizient auf.
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Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Herstellen einer Bremskraftverstärkereinrichtung für ein Fahrzeug ein Bereitstellen einer Hauptbremszylindereinheit mit einem Hauptbremszylinder und mit einem Zylindergehäuse; ein Bereitstellen eines Elektromotors und einer Getriebeeinheit, mit welcher der Hauptbremszylinder bewegbar ist und die Getriebeeinheit mit dem Elektromotor antreibbar ist, wobei die Getriebeeinheit mit dem Elektromotor wirkverbunden wird; ein Bereitstellen einer ersten Rückstellfeder, welche an dem Zylindergehäuse angelegt wird und mit dem Hauptbremszylinder und/oder mit der Getriebeeinheit mechanisch verbunden wird, wobei der Hauptbremszylinder mittels der ersten Rückstellfeder in eine Neutralposition bewegbar ist; und ein Bereitstellen einer zweiten Rückstellfeder, welche mit der Getriebeeinheit mechanisch verbunden wird, und mit welcher eine Unterstützungskraft für die erste Rückstellfeder auf die Getriebeeinheit zum Einnehmen der Neutralposition erzeugbar ist.
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Die Bremskraftverstärkereinrichtung kann sich auch durch die in Verbindung mit dem Verfahren genannten Merkmale und dessen Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
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Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Bremskraftverstärkereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Herstellen einer Bremskraftverstärkereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bremskraftverstärkereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Bremskraftverstärkereinrichtung 10 für ein Fahrzeug nach der 1 umfasst eine Hauptbremszylindereinheit HZE mit einem Hauptbremszylinder HZ darin und mit einem Zylindergehäuse ZG im Bereich des Hauptbremszylinders HZ, diese umgebend; einen Elektromotor EM und eine Getriebeeinheit GE, mit welcher der Hauptbremszylinder HZ bewegbar ist und die Getriebeeinheit GE mit dem Elektromotor EM antreibbar ist; eine erste Rückstellfeder RF1, welche an dem Zylindergehäuse ZG anliegt und mit dem Hauptbremszylinder HZ und/oder mit der Getriebeeinheit GE mechanisch verbunden ist, wobei der Hauptbremszylinder HZ mittels der ersten Rückstellfeder RF1 in eine Neutralposition bewegbar ist; und eine zweite Rückstellfeder RF2, welche mit der Getriebeeinheit GE mechanisch verbunden ist, und mit welcher eine Unterstützungskraft für die erste Rückstellfeder RF1 auf die Getriebeeinheit GE zum Einnehmen der Neutralposition erzeugbar ist. Dazu kann die Hauptbremszylindereinheit HZE ein Außengehäuse AH umfassen, in welcher das Zylindergehäuse ZG, die Getriebeeinheit GE, die erste Rückstellfeder RF1 und die zweite Rückstellfeder RF2 sowie eine Spindel SP angeordnet sein können, wobei die Spindel SP einen Befestigungsbereich BB für die zweite Rückstellfeder RF2 umfassen kann, wobei die erste Rückstellfeder RF1 zwischen dem Zylindergehäuse ZG und der Getriebeeinheit GE angeordnet sein kann und die zweite Rückstellfeder RF2 zwischen der Getriebeeinheit GE und dem Befestigungsbereich BB angeordnet sein kann. Es können die erste Rückstellfeder RF1 und die zweite Rückstellfeder RF2 mit deren Haupterstreckungsrichtungen HR1 und HR2 entlang einer gleichen Richtung und/oder Geraden angeordnet sein, wobei eine erste Kraftwirkung der ersten Rückstellfeder RF1 und eine zweite Kraftwirkung der zweiten Rückstellfeder entlang einer gleichen Geraden oder entlang zweier parallelen Geraden verlaufen können. Es kann eine Pedalstange PS in das Außengehäuse AH eindringen und mit einem Plunger PG innerhalb der Spindel SP verbunden sein, wobei zumindest bei einer teilweise gestauchten Lage der zweiten Rückstellfeder RF2 der Plunger PG durch die Spindel SP teilweise durchdrückbar sein kann, wenn sich die Bremse in einem Backup befindet.
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Es kann die zweite Rückstellfeder RF2 die Spindel SP zumindest bereichsweise ringsum umgeben.
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Das Außengehäuse AH kann ein Festkörpergehäuse um die Hauptbremszylindereinheit HZE aufweisen, und vorteilhaft auch einen Gummibalg GB im Bereich der Spindel SP und der Pedalstange PS aufweisen, welcher in Richtung der Bewegung der Spindel SP stauchbar und streckbar sein kann. Der Befestigungsbereich BB der Spindel SP kann einen kreisrunden Rand an einem Ende der Spindel SP umfassen, welches der Getriebeeinheit GE abgewandt sein kann, wobei sich der kreisrunde Rand radial von der Spindel SP, und radial von einer Längsachse (Symmetrieachse) der Spindel aus gesehen, wegerstrecken kann und eine flache Anschlagsseite für die zweite Rückstellfeder RF2 darstellen kann. An der gegenüberliegenden Seite kann die zweite Rückstellfeder an ein Gehäuse oder einen Gehäusebereich des Außengehäuses oder des Elektromotors oder auf einen Vorsprung an der Getriebeeinheit aufgesetzt sein. Die Spindel kann im Innenbereich IB hohl sein, wobei sich ein Plunger PG durch die Spindel SP hindurch erstrecken kann, und wenn der Fahrer einen Druck auf eine Pedalstange PS ausübt, und der Plunger sich durch den Innenbereich IB der Spindel SP durchstoßen kann, vorteilhaft in Richtung des Hauptbremszylinders und dadurch den Elektromotor dazu veranlassen, den Hauptbremszylinder über die Getriebeeinheit GE zu einem Bremszustand zu bewegen. Dies kann vorteilhaft dann als ein Durchstoßen des Plungers PG durch die Spindel SP erfolgen, wenn die zweite Rückstellfeder noch teilweise oder ganz gestaucht ist, etwa wenn die Getriebeeinheit und der Hauptbremszylinder aus einer Bremsposition zurück in Richtung der Neutralposition bewegt werden sollen.
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Der Hauptbremszylinder HZ kann mit einer Stangeneinheit SE verbunden sein, welche eine Aufsatzfläche GE-A mit radialen Außenrand am Ende der Aufsatzfläche GE-A aufweisen kann, auf welche die erste Rückstellfeder RF1 aufgesetzt werden kann und dem Zylindergehäuse ZG gegenüberliegen kann. An der gegenüberliegenden Seite kann die erste Rückstellfeder RF1 an dem Zylindergehäuse ZG aufgesetzt werden und beim Rückstellen die Stangeneinheit SE bewegen und damit die Getriebeeinheit GE und den Hauptbremszylinder HZ bewegen, welche mit der Stangeneinheit SE wirkverbunden sein kann.
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Durch den Einbau der zweiten Rückstellfeder RF2 auf der rechten Seite wirken im Backup auf das Rückstellen der Getriebeeinheit zwei Federkräfte. Von Links beispielsweise die TMC Federn, der TMC Innendruck und die erste Rückstellfeder, von rechts zieht die zweite Rückstellfeder RF2 an der Spindel. Im Bremsbackup, tritt der Fahrer auf die Plunger PG, der durch die Spindel SP direkt auf die TMC Kolben geleitet werden kann. Durch das Durchtauchen des Plungers PG im Backup durch die Spindel SP kann die zweite Rückstellfeder RF2 unwirksam sein. Dann tritt der Fahrer nur gegen die erste Rückstellfeder RF1 (geringere Kraft) und die TMC Federn. Dieser Aufbau ermöglicht den Einsatz eines kostengünstigeren Getriebes und die Reduzierung des Bauraums. Die Kraft der zweiten Rückstellfeder RF2 kann dann nur durch den zur Verfügung stehenden Einbauraum begrenzt sein, so dass die Backup Wirkung (Performance) mechanisch nicht beeinträchtigt werden muss.
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2 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Herstellen einer Bremskraftverstärkereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen einer Bremskraftverstärkereinrichtung für ein Fahrzeug erfolgt ein Bereitstellen S1 einer Hauptbremszylindereinheit mit einem Hauptbremszylinder und mit einem Zylindergehäuse; ein Bereitstellen S2 eines Elektromotors und einer Getriebeeinheit, mit welcher der Hauptbremszylinder bewegbar ist und die Getriebeeinheit mit dem Elektromotor antreibbar ist, wobei die Getriebeeinheit mit dem Elektromotor wirkverbunden wird; ein Bereitstellen S3 einer ersten Rückstellfeder, welche an dem Zylindergehäuse angelegt wird und mit dem Hauptbremszylinder und/oder mit der Getriebeeinheit mechanisch verbunden wird, wobei der Hauptbremszylinder mittels der ersten Rückstellfeder in eine Neutralposition bewegbar ist; und ein Bereitstellen S4 einer zweiten Rückstellfeder, welche mit der Getriebeeinheit mechanisch verbunden wird, und mit welcher eine Unterstützungskraft für die erste Rückstellfeder auf die Getriebeeinheit zum Einnehmen der Neutralposition erzeugbar ist.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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