DE102022213407A1

DE102022213407A1 - Master brake cylinder for a hydraulic brake system

Info

Publication number: DE102022213407A1
Application number: DE102022213407.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kaserer; Martin Hagspiel; Andreas Weh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2024-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder (4) für eine hydraulische Bremsanlage (1) eines Kraftfahrzeugs. Der Hauptbremszylinder weist einen Hydraulikzylinder (24) auf, in welchem eine Kolbenanordnung (28) axial in eine Betätigungsrichtung und in eine Entlastungsrichtung verschiebbar gelagert ist. Die Kolbenanordnung (28) ist in Betätigungsrichtung entgegen der Kraft wenigstens eines Federelementes (32) verschiebbar. Dem wenigstens einen Federelement (32) ist eine Fesselung (140) zugeordnet, welche die maximale Federentlastung begrenzt, wobei die Kolbenanordnung (28) aus einem Einzelkolben gebildet ist, und dass ein Federelement (32) axial, unter Zwischenlage eines kolbenseitigen Fesselelementes (148), an einem radial äußeren Bereich des Einzelkolbens (28) anliegt.The invention relates to a master brake cylinder (4) for a hydraulic brake system (1) of a motor vehicle. The master brake cylinder has a hydraulic cylinder (24) in which a piston arrangement (28) is mounted so as to be axially displaceable in an actuation direction and in a relief direction. The piston arrangement (28) can be displaced in the actuation direction against the force of at least one spring element (32). The at least one spring element (32) is assigned a restraint (140) which limits the maximum spring relief, the piston arrangement (28) being formed from a single piston, and a spring element (32) resting axially on a radially outer region of the single piston (28) with the interposition of a piston-side restraint element (148).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder für eine hydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug, welche einen solchen Hauptbremszylinder aufweist.The present invention relates to a master brake cylinder for a hydraulic brake system of a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a brake system for a motor vehicle which has such a master brake cylinder.

Stand der TechnikState of the art

Hauptbremszylinder sind an sich bekannt, sie weisen einen sogenannten Primär- oder Stangenkolben auf, der mit einem (Fuß-) Bremspedal oder einem (Hand-) Bremshebel unmittelbar oder mittelbar über eine Kolbenstange axial in einer Hauptbremszylinderbohrung des Hauptbremszylinders verschiebbar ist. Das bedeutet, zu einer Betätigung des Hauptbremszylinders und einer angeschlossenen hydraulischen Fahrzeugbremsanlage wird der Kolben mit Muskel- oder Hilfskraft mechanisch in einer Betätigungsrichtung in der Hauptbremszylinderbohrung verschoben. Hilfskraftbetätigung bedeutet eine Verschiebung mit Muskelkraft verstärkt durch einen Bremskraftverstärker. Eine Rückbewegung des Kolbens in entgegengesetzter Richtung erfolgt normalerweise mit einer Kolbenfeder, die bei der Verschiebung des Kolbens in der Betätigungsrichtung gespannt wird und den Kolben in einer Rückbewegungsrichtung beaufschlagt.Master brake cylinders are known per se; they have a so-called primary or rod piston that can be moved axially in a master brake cylinder bore of the master brake cylinder using a (foot) brake pedal or a (hand) brake lever, either directly or indirectly via a piston rod. This means that in order to actuate the master brake cylinder and a connected hydraulic vehicle brake system, the piston is mechanically moved in an actuation direction in the master brake cylinder bore using muscle or auxiliary power. Auxiliary power actuation means a movement using muscle power, amplified by a brake booster. A return movement of the piston in the opposite direction is normally carried out using a piston spring that is tensioned when the piston is moved in the actuation direction and acts on the piston in a return movement direction.

Die DE 10 2017 211 872 A1 offenbart einen Hauptbremszylinder für eine hydraulische, schlupfgeregelte Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage. Der Hauptbremszylinder weist eine Hauptbremszylinderbohrung auf, in der ein Hauptbremszylinderkolben axial verschiebbar ist. Dieser Hauptbremszylinderkolben ist insbesondere ein Stangen- oder Primärkolben, der zu einer Betätigung des Hauptbremszylinders und einer angeschlossenen hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mechanisch über eine Kolbenstange mit einem Bremspedal und ggf. einen Bremskraftverstärker in einer Betätigungsrichtung in der Hauptbremszylinderbohrung verschoben wird. Der erfindungsgemäße Hauptbremszylinder weist einen hydraulischen Rücklaufdämpfer für den Hauptbremszylinderkolben auf, der eine Rückbewegung des Hauptbremszylinderkolbens in einer der Betätigungsrichtung entgegengesetzten Rückbewegungsrichtung, dämpft, damit der Hauptbremszylinderkolben nicht hart gegen einen Endanschlag stößt.The EN 10 2017 211 872 A1 discloses a master brake cylinder for a hydraulic, slip-controlled, externally powered vehicle brake system. The master brake cylinder has a master brake cylinder bore in which a master brake cylinder piston can be axially displaced. This master brake cylinder piston is in particular a rod or primary piston which is mechanically displaced in an actuation direction in the master brake cylinder bore via a piston rod with a brake pedal and possibly a brake booster in order to actuate the master brake cylinder and a connected hydraulic vehicle brake system. The master brake cylinder according to the invention has a hydraulic return damper for the master brake cylinder piston which dampens a return movement of the master brake cylinder piston in a return movement direction opposite to the actuation direction so that the master brake cylinder piston does not hit hard against an end stop.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe liegt darin, einen Hauptbremszylinder für eine hydraulische Bremsanlage anzugeben, mit welchem Kosten für einen solchen Hauptbremszylinder reduziert werden können.The object underlying the invention is to provide a master brake cylinder for a hydraulic brake system, with which costs for such a master brake cylinder can be reduced.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Hauptbremszylinder für eine hydraulische Bremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren gibt die Erfindung eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 10 an. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object is achieved by a master brake cylinder for a hydraulic brake system with the features of claim 1. Furthermore, the invention provides a brake system for a motor vehicle with the features of claim 10. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung gibt einen Hauptbremszylinder für eine hydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs an. Der Hauptbremszylinder weist einen Hydraulikzylinder auf, in welchem eine Kolbenanordnung axial in eine Betätigungsrichtung und in eine Entlastungsrichtung verschiebbar gelagert ist. Die Kolbenanordnung ist in Betätigungsrichtung entgegen der Kraft wenigstens eines Federelementes verschiebbar. Eine Betätigungsrichtung beschreibt dabei eine Richtung der Kolbenanordnung, bei welcher ein Volumen im Hydraulikzylinder verkleinert wird, wodurch die Bremsflüssigkeit unter Druck gesetzt und durch zumindest einen Hydraulikanschluss aus dem Hydraulikzylinder herausgefördert wird, um zumindest eine Radbremse anzusteuern. Bei einer Entlastungsrichtung, wird die Kolbenanordnung durch Federdruck des Federelementes zurück in eine Ausgangsposition verschoben. Dabei gelangt die Bremsflüssigkeit zurück in den Hydraulikzylinder.The invention specifies a master brake cylinder for a hydraulic brake system of a motor vehicle. The master brake cylinder has a hydraulic cylinder in which a piston arrangement is mounted so as to be axially displaceable in an actuation direction and in a relief direction. The piston arrangement can be displaced in the actuation direction against the force of at least one spring element. An actuation direction describes a direction of the piston arrangement in which a volume in the hydraulic cylinder is reduced, whereby the brake fluid is pressurized and pumped out of the hydraulic cylinder through at least one hydraulic connection in order to control at least one wheel brake. In a relief direction, the piston arrangement is moved back to an initial position by spring pressure from the spring element. The brake fluid then returns to the hydraulic cylinder.

Dem wenigstens einem Federelement ist eine Fesselung zugeordnet, welche die maximale Federentlastung begrenzt. Die Fesselung hält das Federelement dabei in einer vorgespannten Stellung. Die Fesselung ist dabei derart ausgebildet, dass eine Stauchung des Federelementes ermöglicht ist. Erfindungsgemäß ist die Kolbenanordnung aus einem Einzelkolben gebildet. Entgegen dem Stand der Technik sind in dem Hauptzylinder nicht zwei, sondern ist lediglich ein einziger Kolben angeordnet. Dadurch wird auf den zweiten Kolben verzichtet, wodurch Material- und Herstellungskosten für diesen Kolben eingespart werden kann. Die Kosten für einen solchen Hauptbremszylinder können dadurch reduziert werden.A restraint is assigned to the at least one spring element, which limits the maximum spring relief. The restraint holds the spring element in a pre-tensioned position. The restraint is designed in such a way that compression of the spring element is possible. According to the invention, the piston arrangement is formed from a single piston. Contrary to the prior art, there are not two pistons in the master cylinder, but only a single one. This eliminates the need for a second piston, which saves material and manufacturing costs for this piston. The costs for such a master brake cylinder can therefore be reduced.

Um mit dem Einzelkolben das gleiche Bremsflüssigkeitsvolumen zu befördern, muss dieser Kolben im Vergleich zu dem Hub jedes einzelnen Kolbens beim Stand der Technik einen größeren Hub aufweisen, wodurch die Knickgefahr des Federelementes wesentlich erhöht wird. Gemäß der Erfindung liegt ein Federelement axial, unter Zwischenlage eines kolbenseitigen Fesselelementes, an einem radial äußeren Bereich des Einzelkolbens an. Dies hat den Vorteil, dass im Vergleich zum Stand der Technik, bei welchem die Feder in einem inneren Bereich des Kolbens angeordnet ist, diese einen größeren Durchmesser aufweist, wodurch die Knickgefahr reduziert wird. Zusätzlich wird durch eine Innenwandung des Hydraulikzylinders ein Knicken der Feder vermieden.In order to transport the same volume of brake fluid with the individual piston, this piston must have a larger stroke compared to the stroke of each individual piston in the prior art, which significantly increases the risk of the spring element buckling. According to the invention, a spring element rests axially on a radially outer region of the individual piston with the interposition of a piston-side restraining element. This has the advantage that, compared to the prior art, in which the spring is arranged in an inner region of the piston, it has a larger diameter, which reduces the risk of buckling. In addition, buckling of the spring is prevented by an inner wall of the hydraulic cylinder.

Eine Verwendung lediglich eines einzigen Kolbens hat zusätzlich den Vorteil, dass lediglich ein einziger Druckraum notwendig ist, bei welchem der Hydraulikausgang variabler positioniert werden kann. Dadurch sind mehr Einbaulagen des Hauptbremszylinders möglich, über welche den Kundenanforderungen besser gerecht werden kann.Using just a single piston also has the advantage that only a single pressure chamber is required, in which the hydraulic output can be positioned more variably. This allows more installation positions for the master brake cylinder, which can better meet customer requirements.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das kolbenseitige Fesselelement einen Führungsabschnitt auf, welcher in das Federelement hineinreicht und über welches das Federelement geführt ist. Als Führungsabschnitt wird ein Bereich verstanden, bei welchem über eine axiale Länge, der Außendurchmesser des kolbenseitigen Fesselelementes gleich dem Innendurchmesser des Federelementes ist. Vorteilhafterweise entspricht die axiale Länge mehrere Windungen des Federelementes. Durch die Ausbildung eines solchen Führungsabschnitts am kolbenseitigen Fesselelement wird zudem ein separates Führungsteil vermieden, wodurch die Teilezahl reduziert wird.In a preferred embodiment of the invention, the piston-side restraining element has a guide section which extends into the spring element and over which the spring element is guided. A guide section is understood to be an area in which the outer diameter of the piston-side restraining element is equal to the inner diameter of the spring element over an axial length. The axial length advantageously corresponds to several turns of the spring element. By forming such a guide section on the piston-side restraining element, a separate guide part is also avoided, thereby reducing the number of parts.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung liegt ein zweites Federelement, mit einem zum ersten Federelement kleineren Außendurchmesser, an dem kolbenseitigen Fesselelement an. Eine Anordnung von zwei Federn, die auf den gleichen Einzelkolben wirken hat den Vorteil, dass auf eine Jump-In Feder im Pedalgefühlsimulator, beziehungsweise eine Feder, welche ein weiches Einfedern ermöglicht, verzichtet werden kann, da diese nun im Hauptbremszylinder ausgebildet ist. Der Hub des Pedalgefühlsimulators kann dadurch reduziert werden, so dass der Pedalgefühlsimulator kleiner ausgebildet werden kann und damit Bauraum gespart wird.In a further preferred embodiment of the invention, a second spring element, with an outer diameter smaller than the first spring element, rests against the piston-side restraining element. An arrangement of two springs that act on the same single piston has the advantage that a jump-in spring in the pedal feel simulator, or a spring that enables soft compression, can be dispensed with, since this is now formed in the master brake cylinder. The stroke of the pedal feel simulator can thus be reduced, so that the pedal feel simulator can be made smaller and installation space is saved.

Vorzugsweise bildet das kolbenseitige Fesselelement und der Einzelkolben einen Zylinderraum aus, in welchen ein durch die Fesselung gebildeten Fesselkolben hineinragt, wobei der Zylinderraum, zusammen mit der Bewegung des Kolbens, relativ zum Fesselkolben bewegbar ist. Durch den Zylinderraum ist somit ausreichend Platz bereitgestellt, um bei einer Kompression des Federelementes, den Fesselkolben darin aufzunehmen.Preferably, the piston-side restraining element and the individual piston form a cylinder chamber into which a restraining piston formed by the restraining element protrudes, wherein the cylinder chamber can be moved relative to the restraining piston together with the movement of the piston. The cylinder chamber thus provides sufficient space to accommodate the restraining piston when the spring element is compressed.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Hub des Einzelkolbens durch ein Zusammenwirken des Fesselkolbens und des Einzelkolbens begrenzt. Bei dem maximalen Hub kommt es zu einem Kontakt zwischen Einzelkolben und Fesselkolben. Ein weiterer Hub des Einzelkolbens ist dabei durch den Fesselkolben blockiert. Entsprechend kann somit sichergestellt werden, dass ein über den maximalen Hub hinausgehende Bewegung des Einzelkolbens auf einfache Weise vermieden wird.In an advantageous further development, a stroke of the individual piston is limited by the interaction of the shackle piston and the individual piston. At the maximum stroke, contact occurs between the individual piston and the shackle piston. A further stroke of the individual piston is blocked by the shackle piston. Accordingly, it can be ensured that a movement of the individual piston that exceeds the maximum stroke is easily avoided.

Vorteilhafterweise ist der Hub des Einzelkolbens durch Variation einer Zylinderraumlänge des Einzelkolbens und/oder Längenvariation des Fesselkolbens einstellbar. Unter einer Zylinderraumlänge wird hierbei die Länge des durch das kolbenseitige Fesselelement und den Einzelkolben gebildeten Zylinderraums verstanden. Durch eine Abtragung an Material am Einzelkolben kann die Länge des Zylinderraums vergrößert werden. Ebenso kann eine verringerte Abtragung an Material am Einzelkolben die Länge des Zylinderraums verkürzt werden. In gleicher Weise kann durch eine Verlängerung oder eine Verkürzung der Länge des Fesselkolbens der maximale Hub verändern werden. Es ist somit auf einfache Weise möglich den maximalen Hub an die Bedürfnisse anzupassen.The stroke of the individual piston can advantageously be adjusted by varying the length of the cylinder chamber of the individual piston and/or the length of the shackle piston. The length of the cylinder chamber is understood to be the length of the cylinder chamber formed by the piston-side shackle element and the individual piston. The length of the cylinder chamber can be increased by removing material from the individual piston. Likewise, the length of the cylinder chamber can be shortened by reducing the amount of material removed from the individual piston. In the same way, the maximum stroke can be changed by lengthening or shortening the length of the shackle piston. It is therefore easy to adapt the maximum stroke to requirements.

Vorzugweise weist das kolbenseitige Fesselelement wenigstens eine in axialer Richtung ausgerichtete Verbindungsbohrung auf, welche den Zylinderraum mit einem Druckraum des Hydraulikzylinders hydraulisch verbindet. Eine solche Verbindungsbohrung hat den Vorteil, dass auf einfache Weise eine hydraulische Verbindung zwischen Bremsflüssigkeitsvorratstank und Druckraum gebildet ist, um Bremsflüssigkeit nachzuführen. Über eine solche Bohrung wird zudem die durch den Fesselkolben verdrängte Bremsflüssigkeit abgeführt. Da die Bohrung wie eine Drossel wirkt, kann über eine solche Bohrung ein zusätzliches Bremsgefühl simuliert werden.Preferably, the piston-side restraining element has at least one connecting bore aligned in the axial direction, which hydraulically connects the cylinder chamber to a pressure chamber of the hydraulic cylinder. Such a connecting bore has the advantage that a hydraulic connection is easily formed between the brake fluid reservoir and the pressure chamber in order to replenish brake fluid. The brake fluid displaced by the restraining piston is also drained away via such a bore. Since the bore acts like a throttle, an additional braking feeling can be simulated via such a bore.

Besonders bevorzugt sind eine bis 8 Verbindungsbohrungen angeordnet, welche an verschiedenen stirnseitigen Positionen vorgesehen sind. Über diese Verbindungsbohrungen ist es dabei möglich in dem Zylinderraum verbliebende Luft in Richtung der Radbremsen abzuführen, so dass eine bessere Entlüftung des Hauptbremszylinders durchführbar ist. Entsprechend kann eine ungewünschte Elastizität in dem Hauptbremszylinder besser beseitigt werden.Particularly preferably, one to eight connecting holes are arranged, which are provided at different frontal positions. Via these connecting holes, it is possible to discharge air remaining in the cylinder chamber in the direction of the wheel brakes, so that the master brake cylinder can be better ventilated. Accordingly, undesirable elasticity in the master brake cylinder can be better eliminated.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das kolbenseitige Fesselelement als einseitig geschlossene Zylinderhülse ausgebildet. Die einseitig geschlossene Zylinderhülse hat den Vorteil, dass bei Verwendung zweier Federelemente ein Federelement an der geschlossenen Seite der Zylinderhülse anliegen kann. Ebenso wird durch den geschlossenen Bereich der Zylinderhülse eine Führung für den Fesselkolben bereitgestellt. Vorteilhafterweise ist die Zylinderhülse aus gehärteten oder nitrierten Stahl ausgebildet. Dadurch wird ein Verschleiß an der Zylinderhülse vermieden. Ebenso ist vorteilhafterweise der Fesselkolben aus gehärteten oder nitrierten Stahl ausgebildet.In a further advantageous embodiment, the piston-side restraining element is designed as a cylinder sleeve that is closed on one side. The cylinder sleeve that is closed on one side has the advantage that when two spring elements are used, one spring element can rest on the closed side of the cylinder sleeve. The closed area of the cylinder sleeve also provides a guide for the restraining piston. The cylinder sleeve is advantageously made of hardened or nitrided steel. This prevents wear on the cylinder sleeve. The restraining piston is also advantageously made of hardened or nitrided steel.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung ist die Zylinderhülse als Fließpressteil oder Tiefziehteil ausgebildet. Die Zylinderhülse ist entsprechend über ein Tiefziehverfahren hergestellt. Das Tiefziehverfahren ist dabei ein spanloses Herstellungsverfahren, über welches im Vergleich zu einem spanenden Herstellungsverfahren, ein Bauteil wesentlich kostengünstiger herstellbar ist. In gleicher Weise kann die Zylinderhülse auch über ein Fließpressverfahren hergestellt werden. Auch hier wird kein spanendes bearbeiten durchgeführt, so dass eine derart herstellte Zylinderhülse wirtschaftlicher herstellbar ist.According to a practical design, the cylinder sleeve is designed as an extruded part or deep-drawn part formed. The cylinder sleeve is manufactured using a deep-drawing process. The deep-drawing process is a non-cutting manufacturing process, which makes it much more cost-effective to produce a component than a machining process. The cylinder sleeve can also be manufactured using an extrusion process in the same way. Here, too, no machining is carried out, so that a cylinder sleeve manufactured in this way can be manufactured more economically.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist das Federelement mit der Fesselung als gemeinsame Baugruppe ausgebildet. Das Federelement mit der Fesselung kann somit vor einem Einbringen in den Hydraulikzylinder bereitgestellt werden, so dass ein Zusammenbau des Hauptbremszylinders vereinfacht wird.According to a further expedient embodiment, the spring element is designed with the restraint as a common assembly. The spring element with the restraint can thus be provided before being inserted into the hydraulic cylinder, so that assembly of the master brake cylinder is simplified.

Die Aufgabe wird zusätzlich gelöst durch eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug. Die Bremsanlage weist einen Hauptbremszylinder aus, der mit mindestens einem Hydraulikkreis, der wenigstens eine hydraulisch betätigbare Radbremse aufweist, verbunden ist. Der Hauptbremszylinder ist dabei entsprechend gemäß der obigen Beschreibung ausgebildet. Mit einer solchen Bremsanlage werden daher die zuvor genannten Vorteile erzielt.The object is additionally achieved by a brake system for a motor vehicle. The brake system has a master brake cylinder which is connected to at least one hydraulic circuit which has at least one hydraulically actuated wheel brake. The master brake cylinder is designed accordingly in accordance with the above description. The aforementioned advantages are therefore achieved with such a brake system.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 Ausführungsbeispiel einer Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Hauptbremszylinder,
2 Hauptbremszylinder für eine Bremsanlage nach einem ersten Ausführungsbeispiel, und
3 Hauptbremszylinder für eine Bremsanlage nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows:

1 Embodiment of a brake system for a motor vehicle, with a master brake cylinder according to the invention,
2 Master brake cylinder for a brake system according to a first embodiment, and
3 Master brake cylinder for a braking system according to a second embodiment.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Bremsanlage 1 für ein Kraftfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Hauptbremszylinder 4 gezeigt. Die Bremsanlage 1 umfasst eine Fremdkraftbremseinheit 8 und eine Fahrdynamikregelung 12. Die Fahrdynamikregelung 12, welche in üblicherweise ausgeführt sein kann und hier nicht näher beschrieben wird, ist mit Radbremsen 16 eines Fahrzeuges hydraulisch verbunden. Die Fremdkraftbremseinheit 8 weist einen Bremsflüssigkeitsvorratstank 20 auf, welcher mit dem Hauptbremszylinder 4 hydraulisch verbunden ist. Der Hauptbremszylinder 4 umfasst einen Hydraulikzylinder 24, in dem eine Kolbenanordnung 28 axial beweglich angeordnet. Gemäß der Erfindung ist die Kolbenanordnung 28 dabei als Einzelkolben ausgebildet. Um den Einzelkolben 28 nach einer Betätigung in eine Ausgangsposition zu bringen, ist zwischen Einzelkolben 28 und Hydraulikzylinder 24 ein Federelement 32 angeordnet.In 1 is an embodiment of a brake system 1 for a motor vehicle, with a master brake cylinder 4 according to the invention. The brake system 1 comprises an external power brake unit 8 and a driving dynamics control 12. The driving dynamics control 12, which can be designed in a conventional manner and is not described in more detail here, is hydraulically connected to wheel brakes 16 of a vehicle. The external power brake unit 8 has a brake fluid reservoir tank 20, which is hydraulically connected to the master brake cylinder 4. The master brake cylinder 4 comprises a hydraulic cylinder 24, in which a piston arrangement 28 is arranged so as to be axially movable. According to the invention, the piston arrangement 28 is designed as a single piston. In order to bring the single piston 28 into an initial position after actuation, a spring element 32 is arranged between the single piston 28 and the hydraulic cylinder 24.

Der Einzelkolben 28 ist über eine Eingangsstange 36 mit einem Bremspedal 40 verbunden. Ein Weg der Eingangsstange 36 wird über einen Eingangsstangenwegsensor 44 ermittelt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein erster Hauptbremszylinderausgang 48 ausgebildet, über welchen der Hauptbremszylinder 4 über ein Simulatorventil 52 mit einem Pedalgefühlsimulator 56 verbunden ist, mit welchem dem Fahrer ein Bremsgefühl simuliert wird. Über ein erstes Hauptbremsventil 60 ist der erste Hauptbremszylinderausgang 48 auch mit der Fahrdynamikregelung 12 hydraulisch verbindbar. Der Hauptbremszylinder 4 weist zusätzlich einen zweiten Hauptbremszylinderausgang 64 auf, welcher über ein zweites Hauptbremsventil 78 mit der Fahrdynamikregelung 12 verbindbar ist. Zwischen zweitem Hauptbremszylinderausgang 64 und zweitem Hauptbremsventil 78 ist ein Hauptbremsdrucksensor 82 angeordnet, über welches der erzeugte Druck des Hauptbremszylinders 4 messbar ist.The individual piston 28 is connected to a brake pedal 40 via an input rod 36. A path of the input rod 36 is determined via an input rod path sensor 44. In the exemplary embodiment shown, a first master brake cylinder output 48 is formed, via which the master brake cylinder 4 is connected via a simulator valve 52 to a pedal feel simulator 56, which simulates a braking feeling for the driver. The first master brake cylinder output 48 can also be hydraulically connected to the driving dynamics control 12 via a first master brake valve 60. The master brake cylinder 4 additionally has a second master brake cylinder output 64, which can be connected to the driving dynamics control 12 via a second master brake valve 78. A master brake pressure sensor 82 is arranged between the second master brake cylinder output 64 and the second master brake valve 78, via which the pressure generated by the master brake cylinder 4 can be measured.

Um im Bedarfsfall Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsvorratstank 20 ziehen zu können, ist die Fahrdynamikregelung 12 zusätzlich, über jeweils ein erstes und ein zweites Rückschlagventil 86a, 86b mit dem Bremsflüssigkeitsvorratstank 20 verbunden.In order to be able to draw brake fluid from the brake fluid reservoir tank 20 if necessary, the vehicle dynamics control system 12 is additionally connected to the brake fluid reservoir tank 20 via a first and a second check valve 86a, 86b.

Die Fremdkraftbremseinheit 8 weist zusätzlich einen Fremdkraftbremsdruckerzeuger 90 auf, welcher einen Fremdkraftbremszylinder 94 umfasst, und in welchem ein Fremdkraftbremskolben 98 axial beweglich ist. Der Fremdkraftbremskolben 98 wird, über eine von einem Motor 104 angetriebene Spindeltriebeinheit 108, im Fremdkraftbremszylinder 94 bewegt. Zum Bestimmen einer Stellung des Fremdkraftbremskolbens 98, werden die Umdrehungen des Motors 104 über einen Umdrehungssensor 112 gemessen. Der Fremdkraftbremszylinder 94 weist einen ersten hydraulischen Anschluss 116 auf, welcher an einem Fremdkraftzylinderdruckraum 120 angeordnet ist. Der erste hydraulische Anschluss 116 ist, über jeweils ein 2/2-Wege Fremdkraftbremsventil 124, mit jeweils einem Kreis der Fahrdynamikregelung 12 verbunden. Der über den Fremdkraftbremsdruckerzeuger 90 erzeugte Druck wird zwischen dem ersten hydraulischen Anschluss 116 und den 2/2-Wege Fremdkraftbremsventil über einen Fremdkraftbremsdrucksensor 128 gemessen.The power brake unit 8 additionally has a power brake pressure generator 90, which comprises a power brake cylinder 94 and in which a power brake piston 98 is axially movable. The power brake piston 98 is moved in the power brake cylinder 94 via a spindle drive unit 108 driven by a motor 104. To determine a position of the power brake piston 98, the revolutions of the motor 104 are measured via a revolution sensor 112. The power brake cylinder 94 has a first hydraulic connection 116, which is arranged on a power cylinder pressure chamber 120. The first hydraulic connection 116 is connected to a circuit of the driving dynamics control 12 via a 2/2-way power brake valve 124. The pressure generated by the power brake pressure generator 90 is measured between the first hydraulic connection 116 and the 2/2-way power brake valve via a power brake pressure sensor 128.

2 zeigt den Hauptbremszylinder 4 für die Bremsanlage 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel. In dem Ausführungsbeispiel ist der Einzelkolben 28 in Form einer Zylinderhülse ausgebildet, welche einen Mittelsteg 132 aufweist, über den zwei getrennte Bereiche 136a, 136b gebildet sind. In einem ersten Bereich 136a des Einzelkolbens 28 wirkt die Eingangsstange 36 auf den Mittelsteg 132. Auf einer zur Eingangsstange 36 entgegengesetzten Seite des Einzelkolbens 28 ist das Federelement 32 angeordnet. Dem Federelement 32 ist eine Fesselung 140 zugeordnet, welches eine vollständige Federentlastung des Federelementes 32 verhindert. Das Federelement 32 ist somit in einer vorgespannten Stellung in der Fesselung 140 angeordnet. 2 shows the master brake cylinder 4 for the brake system 1 according to a first embodiment. In the embodiment, the single piston 28 is designed in the form of a cylinder sleeve, which has a central web 132, over which two separate areas 136a, 136b are formed. In In a first region 136a of the individual piston 28, the input rod 36 acts on the central web 132. The spring element 32 is arranged on a side of the individual piston 28 opposite the input rod 36. The spring element 32 is assigned a restraint 140, which prevents the spring element 32 from being completely relieved of spring pressure. The spring element 32 is thus arranged in a pre-tensioned position in the restraint 140.

Die Fesselung 140 weist einen Fesselkolben 144 auf, welcher an einem kolbenseitigen Ende der Fesselung 140 mit einem kolbenseitigen Fesselelement 148 verbunden ist. Das kolbenseitige Fesselelement 148 ist in dem Ausführungsbeispiel als Zylinderhülse 148 ausgebildet. Die Zylinderhülse 148 weist dabei ein geschlossenes Ende 152a und ein offenes Ende 152b auf. In dem geschlossenen Ende 152a ist eine Hülsenbohrung 156 ausgebildet, durch welche der Fesselkolben 144 hindurchragt. Der Fesselkolben 144 weist an einem in der Zylinderhülse 148 angeordneten Ende einen Endabschnitt 160 mit einem vergrößerten Außendurchmesser auf. Der Außendurchmesser des Endabschnitts 160 ist dabei größer als ein Innendurchmesser der Hülsenbohrung 156, so dass die Zylinderhülse 148 nicht in Richtung des Einzelkolbens 28 von dem Fesselkolben 144 trennbar ist.The restraint 140 has a restraint piston 144, which is connected to a piston-side restraint element 148 at a piston-side end of the restraint 140. The piston-side restraint element 148 is designed as a cylinder sleeve 148 in the exemplary embodiment. The cylinder sleeve 148 has a closed end 152a and an open end 152b. A sleeve bore 156 is formed in the closed end 152a, through which the restraint piston 144 protrudes. The restraint piston 144 has an end section 160 with an enlarged outer diameter at an end arranged in the cylinder sleeve 148. The outer diameter of the end section 160 is larger than an inner diameter of the sleeve bore 156, so that the cylinder sleeve 148 cannot be separated from the restraint piston 144 in the direction of the individual piston 28.

Die Zylinderhülse 148 weist zusätzlich einen Schulterabschnitt 164 auf, welcher radial von dem Zylinderhülse 148 absteht. An diesem Schulterabschnitt 164 liegt das Federelement 32 an. Auf einer axial zu dem Federelement 32 abgewandten Seite des Schulterabschnitts 164, liegt an diesem ein radial äußerer Bereich des Einzelkolbens 28 an. Der Schulterabschnitt 164 der Zylinderhülse 148 ist somit zwischen Federelement 32 und Einzelkolben 28 angeordnet.The cylinder sleeve 148 additionally has a shoulder section 164 which protrudes radially from the cylinder sleeve 148. The spring element 32 rests against this shoulder section 164. On a side of the shoulder section 164 facing away from the spring element 32, a radially outer region of the individual piston 28 rests against it. The shoulder section 164 of the cylinder sleeve 148 is thus arranged between the spring element 32 and the individual piston 28.

Auf einer zu der Zylinderhülse 148 axial gegenüberliegenden Seite der Fesselung 140 ist eine Klemmscheibe 168 angeordnet, welche über eine am Fesselkolben 144 ausgebildete Nut (nicht gezeigt) an dem Fesselkolben 144 gehalten ist. Die Klemmscheibe 168 bildet einen Anlagebereich für das Federelement 28 aus, so dass das Federelement 28 zwischen Zylinderhülse 148 und Klemmscheibe 168 gehalten ist. Die Klemmscheibe 168 liegt dabei auf einem Boden 172 des Hydraulikzylinders 24 auf.On a side of the restraint 140 axially opposite to the cylinder sleeve 148, a clamping disk 168 is arranged, which is held on the restraint piston 144 via a groove (not shown) formed on the restraint piston 144. The clamping disk 168 forms a contact area for the spring element 28, so that the spring element 28 is held between the cylinder sleeve 148 and the clamping disk 168. The clamping disk 168 rests on a base 172 of the hydraulic cylinder 24.

Zylinderhülse 148 und Einzelkolben 28 bilden einen Zylinderraum 176 aus, in welchen der Fesselkolben 144, bei Bewegung des Einzelkolbens 28 in Betätigungsrichtung, hineinragt. Ein Hub des Einzelkolbens 28 wird dabei über ein Anliegen des Fesselkolbens 144 am Mittelsteg 132 des Einzelkolbens 28 begrenzt. Durch verändern der axialen Länge des Fesselkolbens 144, beziehungsweise der axialen Länge des Endabschnitts 160, kann somit ein Hub eingestellt werden. Ebenso kann über eine axiale Dicke des Mittelstegs 132 in Richtung des Fesselkolbens 144, der Hub eingestellt werden.Cylinder sleeve 148 and individual piston 28 form a cylinder chamber 176 into which the shackle piston 144 protrudes when the individual piston 28 moves in the actuation direction. A stroke of the individual piston 28 is limited by the shackle piston 144 resting on the center web 132 of the individual piston 28. A stroke can thus be adjusted by changing the axial length of the shackle piston 144 or the axial length of the end section 160. The stroke can also be adjusted by changing the axial thickness of the center web 132 in the direction of the shackle piston 144.

Die Zylinderhülse 148 weist zusätzlich an dem geschlossenen Ende 152a eine Verbindungsbohrung 180 auf, über welche der durch die Zylinderhülse 148 und den Einzelkolben 28 gebildete Zylinderraum 176 mit einem Druckraum 184 des Hydraulikzylinders 24 hydraulisch zu verbinden. Über die Außenumfangsfläche der Zylinderhülse 148 wird zusätzlich ein Führungsabschnitt 188 gebildet, welche in das Federelement 32 hineinragt und das Federelement 32 stützt.The cylinder sleeve 148 additionally has a connecting bore 180 at the closed end 152a, via which the cylinder chamber 176 formed by the cylinder sleeve 148 and the individual piston 28 is hydraulically connected to a pressure chamber 184 of the hydraulic cylinder 24. A guide section 188 is additionally formed over the outer peripheral surface of the cylinder sleeve 148, which extends into the spring element 32 and supports the spring element 32.

In 3 ist der Hauptbremszylinder 4 für die Bremsanlage 1 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Hauptbremszylinder 4 nach 3 unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Hauptbremszylinder 4 dadurch, dass ein zweites Federelement 192 angeordnet ist. Dieses zweite Federelement 192 weist einen Außendurchmesser auf, welcher kleiner ist, als der Außendurchmesser des ersten Federelementes 32. Das zweite Federelement 192 ist dabei innerhalb des ersten Federelementes 32 angeordnet und über die gleiche Fesselung 140 gehalten. Entgegen dem ersten Federelement 32, liegt das zweite Federelement 192 an dem geschlossenen Ende 152a der Zylinderhülse 148 an und nicht an dem Schulterabschnitt 164 der Zylinderhülse148. Durch das zweite Federelement 192 kann somit auf eine Jump-in Feder im Pedalgefühlsimulator 56 verzichtet werden.In 3 The master brake cylinder 4 for the brake system 1 is shown according to a second embodiment. The master brake cylinder 4 according to 3 differs from that in 2 shown master brake cylinder 4 in that a second spring element 192 is arranged. This second spring element 192 has an outer diameter which is smaller than the outer diameter of the first spring element 32. The second spring element 192 is arranged within the first spring element 32 and is held by the same restraint 140. In contrast to the first spring element 32, the second spring element 192 rests against the closed end 152a of the cylinder sleeve 148 and not against the shoulder section 164 of the cylinder sleeve 148. The second spring element 192 thus makes it possible to dispense with a jump-in spring in the pedal feel simulator 56.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102017211872 A1 [0003]

Claims

Master brake cylinder (4) for a hydraulic brake system (1) of a motor vehicle, with a hydraulic cylinder (24) in which a piston arrangement (28) is mounted so as to be axially displaceable in an actuation direction and in a relief direction, wherein the piston arrangement (28) is displaceable in the actuation direction against the force of at least one spring element (32), and wherein the at least one spring element (32) is assigned a restraint (140) which limits the maximum spring relief, characterized in that the piston arrangement (28) is formed from a single piston, and that a spring element (32) axially rests against a radially outer region of the single piston (28) with the interposition of a piston-side restraint element (148).

Master brake cylinder (4) after Claim 1 , characterized in that the piston-side restraining element (148) has a guide section (188) which extends into the spring element (32) and over which the spring element (32) is guided.

Master brake cylinder (4) after Claim 1 or 2 , characterized in that a second spring element (192), with an outer diameter smaller than the first spring element (32), rests against the piston-side restraining element (148).

Master brake cylinder (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston-side restraining element (148) and the individual piston (28) form a cylinder chamber (176) into which a restraining piston (144) formed by the restraining element (140) projects, wherein the cylinder chamber (176) is movable relative to the restraining piston (144) together with the movement of the individual piston (28).

Master brake cylinder (4) after Claim 4 , characterized in that a stroke of the individual piston (28) is limited by an interaction of the locking piston (144) and the individual piston (28).

Master brake cylinder (4) after Claim 5 , characterized in that the stroke of the individual piston (28) is adjustable by varying a cylinder space length of the individual piston (28) and/or varying the length of the locking piston (144).

Master brake cylinder (4) according to one of the Claims 4 until 6 , characterized in that the piston-side restraining element (148) has at least one connecting bore (180) aligned in the axial direction, which hydraulically connects the cylinder chamber (176) to a pressure chamber (184) of the hydraulic cylinder (24).

Master brake cylinder (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston-side restraining element (148) is designed as a cylinder sleeve (148) closed on one side.

Master brake cylinder (4) after Claim 8 , characterized in that the cylinder sleeve (148) is designed as an extruded part or deep-drawn part.

Master brake cylinder (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (32) is designed with the restraint (140) as a common assembly.

Brake system (1) for a motor vehicle, with a master brake cylinder (4) which is connected to at least one hydraulic circuit having at least one hydraulically actuable wheel brake (16), characterized in that the master brake cylinder (4) is designed according to one of the preceding claims.