DE4444997A1 - Bremskrafterzeugungseinrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Bremsdruckerzeu­ gungseinrichtung bzw. einen Hauptbremszylinder für ein Fahrzeug zum Aufbringen eines Bremsdrucks auf die Räder des Fahrzeugs.

In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 51 (1976)-114563 ist eine herkömmliche Bremsdruckerzeu­ gungseinrichtung für ein Fahrzeug offenbart. Die Brems­ druckerzeugungseinrichtung für ein Fahrzeug weist einen Kolben, der zum Ausbilden eines Druckraums verschiebbar in einem Zylindergehäuse angeordnet ist und mit einem Bremspedal verbunden ist, und ein Steuerkolbenventil auf, das zum Regeln eines Drucks einer Druckquelle in dem Zylindergehäuse angeordnet ist. Der durch das Steuer­ kolbenventil geregelte Druck wird in einen zusätzlichen Druckraum eingeleitet, welcher sich hinter dem Kolben befindet, um den Kolben zu beaufschlagen.

Gemäß dem Stand der Technik ist, da das Steuerkolben­ ventil an seinen Endabschnitten sowohl einem Druck im Druckraum als auch dem geregelten Druck ausgesetzt ist, um den Druck der Druckquelle zu regulieren, der geregelte Druck ungefähr gleich dem Druck im Druckraum (der Verlust LS durch Federvorspannung wird weggelassen). Deshalb wird eine Kennlinie zwischen dem Druck in dem Druckraum und dem geregelten Druck durch eine gerade, im Winkel von 45° geneigte Linie repräsentiert, die in Fig. 3 gezeigt ist. Infolgedessen kann der geregelte Druck nicht in ange­ messener Weise relativ zu dem Druck im Druckraum bereit­ gestellt werden. Ferner kann, da eine Kennlinie des Drucks im Druckraum relativ zu einer Bremspedalbetä­ tigungskraft nur von einem Durchmesser des Kolbens abhängt, die Kennlinie nicht von Fahrzeug zu Fahrzeug beliebig variiert werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bremsdruckerzeugungseinrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, bei welcher eine Kennlinie des Drucks im Druckraum relativ zu einer Bremspedalbetätigungskraft variiert werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Bremsdruck­ erzeugungseinrichtung vorzuschlagen, welche einfach im Aufbau und kostengünstig ist.

Ferner soll mit der Erfindung eine Bremsdruckerzeugungs­ einrichtung geschaffen werden, welche klein und leicht ist.

Darüber hinaus ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Bremsdruckerzeugungseinrichtung vorzuschlagen, die einfach hergestellt werden kann.

Ein Ziel der Erfindung ist ferner, eine Bremsdruckerzeu­ gungseinrichtung vorzuschlagen, welche eine lange Lebens­ dauer hat.

Um die vorhergehend genannte Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß eine Bremsdruckerzeugungseinrichtung für ein Fahrzeug geschaffen, die ein Zylindergehäuse, eine zum Erzeugen eines Drucks mit dem Zylindergehäuse verbun­ dene Druckquelle, einen verschiebbar in dem Zylinder­ gehäuse angeordneten Kolben, der durch ein Bremspedal des Fahrzeugs zu betätigen ist, ein Steuerkolbenventil, das verschiebbar in dem Zylindergehäuse angeordnet ist, um mit dem einen Endabschnitt des Kolbens einen Druckraum auszubilden, und um den Druck der Druckquelle zu regeln, und eine Begrenzungseinrichtung aufweist, welche an ihrem einen Endabschnitt einen von dem Steuerkolbenventil geregelten Druck aufnimmt und an ihrem anderen Endab­ schnitt mit einem Endabschnitt des Steuerkolbenventils verbunden ist, um die Kennlinie der Beziehung zwischen dem Druck in dem Druckraum und dem geregelten Druck zu variieren.

Die Merkmale und Vorteile der Bremsdruckerzeugungsein­ richtung für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Bremsdruckerzeu­ gungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Kennlinie, die eine Beziehung zwischen einem Druck im Druckraum und einem geregelten Druck der Bremsdruckerzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung zeigt, und

Fig. 3 ist eine Kennlinie, die eine Beziehung zwischen einem Druck im Druckraum und einem geregelten Druck der Bremsdruckerzeugungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Stand der Technik zeigt.

Gemäß Fig. 1 weist eine Bremsdruckerzeugungseinrichtung 1 für ein Fahrzeug ein Zylindergehäuse 2, einen verschieb­ bar in dem Zylindergehäuse 2 angeordneten und über eine Druckstange 4 mit einem Bremspedal 5 verbundenen ersten Kolben 3 auf. Der erste Kolben 3 ist mittels einer Rück­ stellfeder 6 vorgespannt, um mit einem Plattenelement 7 in Berührung zu sein, bei dem mittels eines Sprengrings 7a verhindert wird, daß es nach rechts bewegt wird. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist auf der linken Seite des Plattenelements 7 ein Anschlag 7b angeordnet, um die Bewegung des Plattenelements 7 nach links einzuschränken.

Der erste Kolben 3 weist einen Verbindungsdurchgang 3a auf, in den ein Einlaßventil 8 eingefügt ist. Das Einlaß­ ventil 8 ist mittels einer Feder 8a vorgespannt und ist mit einem Stift 9 in Berührung, welcher in dem Zylin­ dergehäuse 2 befestigt ist und welcher in ein Durchgangs­ loch 3b des ersten Kolbens 3 eingefügt ist. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Zustand ist ein Ventilabschnitt 8b des Einlaßventils 8 nicht mit einem Ventilsitz 3c in Berüh­ rung, mit dem der erste Kolben 3 versehen ist.

Auf der linken Seite des ersten Kolbens 3 ist die Dichtungsmanschette 3d, auf der rechten Seite des ersten Kolbens 3 ist die Dichtungsmanschette 3e befestigt. Das Plattenelement 7 weist eine innere Dichtungsmanschette 7c und eine äußere Dichtungsmanschette 7d auf. Auf der linken Seite des ersten Kolbens 3 ist mittels der vorhergehend genannten Dichtungsmanschetten 3d, 3e, 7c und 7d ein Druckraum 10 ausgebildet und ein zusätzlicher Druckraum 11 ist zwischen der rechten Seite des ersten Kolbens 3 und dem Plattenelement 7 ausgebildet.

Um das Innere der Bremsdruckerzeugungseinrichtung 1 von der Umgebung zu trennen, ist eine Schutzmanschette 12 geschaffen. Mit der Schützmanschette 12 ist ein Halter 13 verbunden, um die Schutzmanschette 12 zu halten und um zu verhindern, daß die Druckstange 4 in radialer Richtung geneigt wird. Ferner ist ein Manschettenhalter 14 mit dem ersten Kolben 3 in Anlage, um die Rückstellfeder 6 und den ersten Kolben 3 zu verbinden und um zu verhindern, daß die Dichtungsmanschette 3d außer Anlage mit dem ersten Kolben 3 gelangt.

Ein Lagerelement 15 wird durch die Rückstellfeder 6 mit Kraft beaufschlagt, um mit einem linken Endabschnitt des Zylindergehäuses 2 in Berührung zu gelangen. Das Lager­ element 15 weist eine Dichtungsmanschette 15a auf, um mit dem ersten Kolben 3 den Druckraum 10 auszubilden. Ein zweiter Kolben 16 ist verschiebbar in dem Lagerelement 15 angeordnet. Der zweite Kolben 16 ist relativ zu dem Lagerelement 15 nach rechts vorgespannt, um mittels einer Kolbenfeder 15b, welche mit einem Sprengring 16a in Anlage ist, mit einem Anschlag 15c in Berührung zu sein.

Der zweite Kolben 16 weist eine Dichtungsmanschette 16b zum Ausbilden des Druckraums 10 und zur Aufnahme des Drucks in dem Druckraum 10 auf, um gemäß Fig. 1 nach links bewegt zu werden. Der zweite Kolben 16 ist mittels eines Stifts 17 mit einem Steuerkolbenventil 18 verbun­ den, damit das Steuerkolbenventil 18 zusammen mit dem zweiten Kolben 16 bewegt werden kann.

Ein Kolbenrückstellelement 20 ist mittels einer Feder 19 mit einem linken Endabschnitt des Steuerkolbenventils 18 verbunden. Ein Reaktionselement 21, welches mit einer trapezförmigen Bauform ausgebildet ist, ist an dem Kolbenrückstellelement 20 befestigt, um eine Begrenzungs­ einrichtung auszubilden. Das Reaktionselement 21 ist mittels der Feder 19 vorgespannt, um mit einem elasti­ schen Element 22 (aus Gummi o. dgl. gefertigt) in Berüh­ rung zu sein, wodurch die Begrenzungseinrichtung ausge­ bildet wird. Ein Halter 23 ist an dem Lagerelement 15 befestigt, um zu verhindern, daß sich das Lagerelement 15 bewegt. Der Halter 23 weist eine Dichtungsmanschette 23a und die Durchgänge 23b, 23c auf. Das elastische Element 22 bildet mit dem Halten 23 einen Raum 24 mit geregeltem Druck aus.

Das Lagerelement 15 weist ferner jeweils von rechts nach links angeordnete Dichtungsmanschetten 15d, 15e und 15f auf. Zwischen den Dichtungsmanschetten 15d, 15e ist ein Auslaßanschluß 15g angeordnet, um eine Verbindung zu einer Radbremse 25a herzustellen, die an einem Hinterrad 25 des Fahrzeugs befestigt ist. Ferner ist zwischen den Dichtungsmanschetten 15e, 15f ein Einlaßanschluß 15h angeordnet, in welche ein Bremsfluid eingeleitet wird, das in einem Druckspeicher 26 mit Druck beaufschlagt wurde. Das Bremsfluid aus einem Speicherbehälter 27 wird mittels einer Fluidpumpe 28 unter Druck gesetzt, um in den Druckspeicher 26 abgegeben zu werden. Sowohl der Auslaßanschluß 15g als auch der Einlaßanschluß 15h stehen mit einem Auslaßanschluß 2a bzw. einem Einlaßanschluß 2b in Verbindung, die in dem Zylindergehäuse 2 angeordnet sind. Das Zylindergehäuse 2 weist einen Auslaßanschluß 2c auf, die eine Verbindung zu einer Radbremse 29a her­ stellt, die an einem Vorderrad 29 befestigt ist. Das Zylindergehäuse 2 weist ferner Einlaßanschlüsse 2d, 2e auf, die beide mit dem Speicherbehälter 27 verbunden sind.

Das Steuerkolbenventil 18 weist eine erste Ausnehmung 18a und eine zweite Ausnehmung 18b auf. Das Lagerelement 15 hat außerdem eine Ausnehmung 15i. Der Auslaßanschluß 2a ist mit einem Anschluß 2f verbunden, der mit dem Raum 24 mit geregeltem Druck in Verbindung steht. Der Auslaßan­ schluß 2a ist ferner über einen Durchgang 2g mit dem zusätzlichen Druckraum 11 verbunden.

Im folgenden wird eine Betriebsweise der Bremsdruckerzeu­ gungseinrichtung 1 für ein Fahrzeug beschrieben. Wenn das Bremspedal 5 betätigt wird, wird der erste Kolben 3 mittels der Druckstange 4 nach links bewegt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Deshalb wird, da das Einlaßventil 8 von dem Stift 9 getrennt ist, der Ventilabschnitt 8b mittels einer elastischen Kraft der Feder 8a mit dem Ventilsitz 3c in Berührung gebracht, um den Druckraum 10 von dem Speicherbehälter 27 zu trennen.

Zu einem späteren Zeitpunkt wird wegen einer Verringerung eines Fassungsvermögens des Druckraums 10 gemäß einem Hub des Kolbens 3 im Druckraum 10 der Bremsdruck PM erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt eine Kraft PM × SA (SA: Schnittfläche des zweiten Kolbens 16) auf den zweiten Kolben 16, die den zweiten Kolben 16 in Fig. 1 nach links bewegt, da der zweite Kolben 16 den Bremsdruck im Druckraum 10 aufnimmt.

Das Steuerkolbenventil 18 wird zusammen mit dem zweiten Kolben 16 nach links bewegt, da das Steuerkolbenventil 18 durch den Stift 17 an dem zweiten Kolben 16 befestigt ist. Deshalb komprimiert das Steuerkolbenventil 18 die Feder 19, um mit dem Kolbenrückstellelement 20 in Berührung zu gelangen. Die erste Ausnehmung 18a des Steuerkolbenventils 18 wird bei einer Bewegung des Steuerkolbenventils 18 mit dem Einlaßanschluß 15h des Lagerelements 15 in Verbindung gebracht, um mittels der ersten Ausnehmung 18a den Einlaßanschluß 15h und die Ausnehmung 15i des Lagerelements 15 zu verbinden. Andererseits wird die zweite Ausnehmung 18b mit der Ausnehmung 15i in Verbindung gebracht, um die Ausnehmung 15i und der Auslaßanschluß 15g über die zweite Ausnehmung 18b zu verbinden. Deshalb wird der Einlaßanschluß 15h durch die Bewegung des Steuerkolbenventils 18 mit dem Auslaßanschluß 15g in Verbindung gebracht. Infolgedessen wird der Bremsdruck aus dem Druckspeicher 26 langsam von dem Auslaßanschluß 2a aus über den Anschluß 2f in den Raum 24 mit geregeltem Druck eingeleitet, da der Einlaß­ anschluß 2b über den Einlaßanschluß 15h, die erste Aus­ nehmung 18a, die Ausnehmung 15i, die zweite Ausnehmung 18b und dem Auslaßanschluß 15g mit dem Auslaßanschluß 2a in Verbindung steht.

Der Druck im Raum 24 mit geregeltem Druck übt auf das elastische Element 22 einen Druck aus, um das Steuer­ kolbenventil 18 mittels des Reaktionselements 21 und des Kolbenrückstellelements 20 entgegen dem Bremsdruck PM im Druckraum 10 nach rechts zu bewegen. Das Steuerkolben­ ventil 18 ist im Gleichgewicht, wenn die Druckkräfte, mit denen das Steuerkolbenventil 18 von dem Druckraum 10 und dem Raum 24 mit geregeltem Druck beaufschlagt wird, gleich sind.

Zu diesem Zeitpunkt, wenn eine mit dem Reaktionselement 21 in Berührung gebrachte Fläche des elastischen Elements 22 durch SV repräsentiert wird, wird eine Beziehung zwischen dem Druck PM in dem Druckraum 10 und einem gere­ gelten Druck PR, der von dem Druckspeicher 26 über das Steuerkolbenventil 18 in den Raum 24 mit geregeltem Druck eingeleitet wird, durch die folgende Formulierung ausge­ drückt (Verluste durch eine Vorspannung der Rückstell­ feder 6 o. dgl. werden weggelassen):

PM × SA = PR × SV

Deshalb gilt für den geregelten Druck PR, der in den Raum 24 mit geregeltem Druck eingeleitet wird, das folgende:

PR = PM SA/SV

Wenn der geregelte Druck PR in dem Raum 24 mit geregeltem Druck nicht sehr hoch ist, ist die Fläche SV des elasti­ schen Elements 22, die mit dem Reaktionselement 21 in Berührung ist, nicht so groß, da das elastische Element 22 nicht so stark zu dem Reaktionselement 21 gedrückt wird. Die Fläche SV des elastischen Elements 22 wird jedoch gemäß dem Anstieg des geregelten Drucks PR größer, bis die Fläche PV einen maximalen Wert SB hat. Deshalb wird eine Kennlinie einer Beziehung zwischen dem Brems­ druck PM in dem Druckraum 10 und dem geregelten Druck PR in dem Raum 24 mit geregeltem Druck durch eine in Fig. 2 gezeigte degressive Kurve X repräsentiert. Die Kennlinie kann durch die Konsistenz des elastischen Element 22 oder eine Form eines Abschnitts des Reaktionselements 21, das mit dem elastischen Element 22 in Berührung ist, beliebig variiert werden.

Wenn die Fläche des mit dem elastischen Element 22 in Berührung stehenden Reaktionselements 21 SB wird, wird der geregelte Druck PR durch die folgende Formulierung repräsentiert.

PR = PM × SA/SB

Von nun an steigt der geregelte Druck PR gemäß dem Anstieg des Bremsdrucks PM in dem Druckraum 10 linear an, da die Werte SA, SB konstant sind (siehe Y in Fig. 2). Die Kennlinie der Beziehung zwischen dem geregelten Druck PR und dem Bremsdruck PM (durch eine Neigung einer Linie Y gemäß Fig. 2 gezeigt) wird durch Abänderungen der Schnittflächen SA, SB des zweiten Kolbens 16 und des Reaktionselements 21 variiert. Deshalb kann die Kennlinie des Bremsdrucks PM im Druckraum 10 relativ zu einer Bremspedalbetätigungskraft variiert werden.

Der von dem Druckspeicher 26 über das Steuerkolbenventil 18 in den Raum 24 mit geregeltem Druck eingeleitete geregelte Druck PR wird über den Durchgang 2g zu der Radbremse 25a, die an dem Hinterrad 25 befestigt ist, und in den zusätzlichen Druckraum 11 übertragen, um die Betä­ tigung des ersten Kolbens 3 zu verstärken. Der Bremsdruck PM im Druckraum 10 wird der Radbremse 29a zugeführt, die am Vorderrad 29 befestigt ist.

Eine Bremsdruckerzeugungseinrichtung für ein Fahrzeug hat ein Zylindergehäuse, eine zum Erzeugen eines Drucks mit dem Zylindergehäuse verbundene Druckquelle, einen ver­ schiebbar in dem Zylindergehäuse angeordneten ersten Kolben, der durch ein Bremspedal des Fahrzeugs zu betäti­ gen ist, ein in dem Zylindergehäuse angeordnetes Lager­ element, das an seinem einen Endabschnitt mit dem ersten Kolben einen Druckraum ausbildet und das sich mit seinem anderen Endabschnitt in einen Druckraum mit geregeltem Druck erstreckt, ein verschiebbar in dem Lagerelement angeordnetes Steuerkolbenventil zum Regeln des Drucks der Druckquelle, einen verschiebbar in dem Lagerelement angeordneten zweiten Kolben, der an seinem einen Endab­ schnitt einen Druck im Druckraum aufnimmt und mit dem Steuerkolbenventil verbunden ist, um das Steuerkolben­ ventil mit Kraft zu beaufschlagen, ein einen Druck im Raum mit geregeltem Druck aufnehmendes elastisches Element und ein Reaktionselement, das an seinem einen Endabschnitt mit dem Steuerkolbenventil verbunden ist und an dem anderen Endabschnitt mit dem elastischen Element in Berührung gebracht ist.

Claims (4)

1. Bremsdruckerzeugungseinrichtung (1) für ein Fahrzeug, mit
einem Zylindergehäuse (2),
einer zum Erzeugen eines Drucks mit dem Zylindergehäuse (2) verbundenen Druckquelle (28),
einem verschiebbar in dem Zylindergehäuse (2) angeord­ neten Kolben (3), der durch das Bremspedal (5) des Fahr­ zeugs zu betätigen ist,
einem verschiebbar in dem Zylindergehäuse (2) angeord­ neten Steuerkolbenventil (18), das an seinem einen Endab­ schnitt mit dem Kolben (3) einen Druckraum (10) ausbil­ det, und das den Druck der Druckquelle (28) regelt, und
einer Begrenzungseinrichtung (21, 22), welche an ihrem einen Endabschnitt den von dem Steuerkolbenventil (18) geregelten Druck aufnimmt und an ihrem anderen Endab­ schnitt mit einem Endabschnitt des Steuerkolbenventils (18) verbunden ist, um die Kennlinie der Beziehung zwischen dem Druck in dem Druckraum (10) und dem geregelten Druck zu variieren.

2. Bremsdruckerzeugungseinrichtung (1 ) für ein Fahrzeug, mit
einem Zylindergehäuse (2),
einer zum Erzeugen eines Drucks mit dem Zylindergehäuse (2) verbundenen Druckquelle (28),
einem verschiebbar in dem Zylindergehäuse (2) angeord­ neten ersten Kolben (3), der durch ein Bremspedal (5) des Fahrzeugs zu betätigen ist,
einem in dem Zylindergehäuse (2) angeordneten Lagerelement (15), das an seinem einen Endabschnitt mit dem ersten Kolben (3) einen Druckraum (10) ausbildet und das sich mit seinem anderen Endabschnitt in einem Druckraum (24) mit geregeltem Druck erstreckt,
einem verschiebbar in dem Lagerelement (15) angeordneten Steuerkolbenventil (18) zum Regeln des Drucks der Druckquelle (28),
einem verschiebbar in dem Lagerelement (15) angeordneten zweiten Kolben (16), der an seinem einen Endabschnitt einen Druck im Druckraum (10) aufnimmt und mit dem Steuerkolbenventil (18) verbunden ist, um das Steuerkolbenventil (18) mit Kraft zu beaufschlagen, und
einer in dem Zylindergehäuse (2) angeordneten Begrenzungseinrichtung (21, 22), die an ihrem einen Endabschnitt einen Druck im Raum (24) mit geregeltem Druck aufnimmt und mit dem Steuerkolbenventil (18) verbunden ist, um das Steuerkolbenventil (18) mit Kraft zu beaufschlagen.

3. Bremsdruckerzeugungseinrichtung (1) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Begrenzungseinrichtung (21, 22) ein elastisches Element (22), das einen geregel­ ten Druck im Raum (24) mit geregeltem Druck aufnimmt, und ein Reaktionselement (21) aufweist, das an seinem einen Endabschnitt mit dem Steuerkolbenventil (18) verbunden ist und an seinem anderen Endabschnitt mit dem elasti­ schen Element (22) in Berührung ist.

4. Bremsdruckerzeugungseinrichtung (1) für ein Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Reaktionselement (21) mit der trapezförmigen Bauform ausgebildet ist, und das Reak­ tionselement (21) an einer kurzen Seite dieses Trapezes mit dem elastischen Element (22) in Berührung ist.