JP7235429B2 - ブレーキシステムのための操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキシステムのための操作装置であって、ブレーキペダルによって操作方向に移動可能である入力ロッドと、測定値発信器および受信器を備え、かつ入力ロッドの移動位置を算出するために構成されたストロークセンサと、制動力発生器とを有しており、該制動力発生器が、スピンドルナットおよびスピンドルを備えたスピンドル伝動装置を有しており、この場合、スピンドルナットが、操作方向に延在する回転軸線を中心にして回転可能に支承されていて、スピンドルは、スピンドルナットの回転によって軸方向に移動可能であって、また制動力発生器が、算出された移動位置に依存してブレーキシステムのマスタブレーキシリンダを操作するためにスピンドルを軸方向に移動させるように構成されており、この場合、入力ロッドがスピンドルに対して相対的に軸方向に移動可能であって、操作装置がペダルストロークシミュレータを有しており、このペダルストロークシミュレータが入力ロッドによって操作可能である形式のものに関する。

自動車の液圧式のブレーキシステムは、一般的にホイールに対応配設された少なくとも１つのホイールブレーキ装置を有している。さらに、ブレーキシステムはマスタブレーキシリンダを有しており、このマスタブレーキシリンダは、ホイールブレーキ装置のホイールブレーキシリンダに流体技術的に接続されているので、マスタブレーキシリンダ内に支承された液圧ピストンが操作方向で軸方向に移動することによってブレーキ液がホイールブレーキシリンダ内に押しずらされ、その結果、ホイールブレーキ装置によって減速トルクが生ぜしめられる。マスタブレーキシリンダを操作するために、つまり液圧ピストンを移動させるために操作装置が設けられている。

ブレーキ装置のための操作装置は、例えば特許文献１により公知である。操作装置は、スピンドル伝動装置を備えた制動力発生器を有している。スピンドル伝動装置は、操作方向に延在する回転軸線を中心にして回転可能に支承されたスピンドルナットと、このスピンドルナットの回転によって軸方向に移動可能なスピンドルとを有している。公知の操作装置はさらに入力ロッドを有しており、この入力ロッドはブレーキペダルによって操作方向に移動可能である。この場合、入力ロッドはスピンドルに対して相対的に軸方向に移動可能である。さらに、操作装置はストロークセンサを有しており、このストロークセンサは、測定値発信器および受信器を有していて、入力ロッドの移動位置を算出するために構成されている。最後に、制動力発生器は、算出された移動位置に依存してマスタブレーキシリンダを操作するためにスピンドルを軸方向に移動させるように構成されている。公知の操作装置の場合、少なくともマスタブレーキシリンダの操作の際に入力ロッドが直に機械的に液圧ピストンに連結されているので、入力ロッドの移動によって軸方向力が液圧ピストンに直接伝達可能である。また、公知の操作装置を有するブレーキシステムはサーボブレーキに関するものである。

また、従来技術によればパワーブレーキが公知である。このパワーブレーキは、操作装置の入力ロッドとマスタブレーキシリンダの液圧ピストンとが、操作装置の通常運転中でマスタブレーキシリンダの操作時に、機械的に連結解除されていることを特徴としている。このことはつまり、入力ロッドと液圧ピストンとの間で、少なくとも堅固な機械的連結は存在しないということである。パワーブレーキの場合、操作方向での入力ロッドの移動に抗して働き、操作装置の使用者によって感知可能である所望の反力を生ぜしめるために、パワーブレーキは一般的にペダルストロークシミュレータを有しており、このペダルストロークシミュレータは入力ロッドによって操作可能である。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０２０１５２１７５２２号明細書

ブレーキシステムのための本発明による操作装置は、ペダルストロークシミュレータの、入力ロッドとは反対側の端部の低摩擦ひいては低摩耗の支持または支承を保証する。特に、操作装置がパワーブレーキとして構成されたブレーキシステムのプッシュスルー機能“Ｐｕｓｈ－Ｔｈｒｏｕｇｈ－Ｆｕｎｋｔｉｏｎ”（踏み込み機能）を保証する、という利点が得られる。この場合、プッシュスルー機能とは、制動力発生器、特に制動力発生器の電動機が故障した時にマスタブレーキシリンダが直接操作可能であり、つまりこの場合、入力ロッドを操作方向に移動させることによって、入力ロッドと液圧ピストンとの間の堅固な機械的な連結が存在するかまたは形成されることであると解釈されてよい。これによって、操作装置または操作装置を備えたブレーキシステムを有する車両の運転時の安全性が高められる。本発明によれば、操作装置が軸方向力を伝達する軸受を有しており、この軸受は、一方ではスピンドルナットと、他方ではペダルストロークシミュレータとの間で軸方向に保持されている。したがって、この軸受は、軸方向力、つまり操作方向に作用する力または操作方向とは逆方向に作用する力を、ペダルストロークシミュレータからスピンドルナットにまたはスピンドルナットからペダルストロークシミュレータに伝達するために構成されている。さらに、この軸受は、ペダルストロークシミュレータに対して相対的な、スピンドルナットの低摩擦の回転を可能とするように構成されている。プッシュスルー機能を保証するために、スピンドルナットは少なくとも制動力発生器の故障時に軸方向で操作方向に移動可能であるので、制動力発生器の故障時に入力ロッドを操作方向に移動させることによってスピンドルナットが操作方向に移動せしめられ、このスピンドルナットの移動によってマスタブレーキシリンダが操作される。

好適な実施例によれば、軸受が、転がり軸受、特にボールベアリングとしてまたは滑り軸受として構成されている。このような軸受型式は、一方ではペダルストロークシミュレータからスピンドルナットへのまたはスピンドルナットからペダルストロークシミュレータへの軸方向力の伝達を保証し、他方ではペダルストロークシミュレータに対して相対的な、回転軸線を中心にしたスピンドルナットの回転を可能とする。この場合、転がり軸受とは、摩擦抵抗を減少させるための転動体を有する軸受であると解釈されてよい。軸受が転がり軸受として構成されている場合、スピンドルナットの回転を特に低摩擦で可能にする、という利点が得られる。転動体がボールであれば特に好適であるので、転がり軸受はボールベアリングとして構成されている。転がり軸受としての構成の代わりに、軸受が滑り軸受として構成されている。この場合、滑り軸受とは、摩擦抵抗が軸受の潤滑によって少なくとも概ね減少される軸受であると解釈されてよい。軸受が滑り軸受として構成されている場合、軸受の損傷なしに特に高い軸方向力を軸受によって伝達可能である、という利点が得られる。

好適な実施例によれば、転がり軸受として構成された軸受が、第１の軸受リングと第２の軸受リングとを有しており、これらの軸受リングが回転軸線を中心にして互いに相対的に回転可能であって、この場合、軸受の転動体が、軸受リング間で半径方向または軸方向に配置されている。特に転動体は軸受リングの間で半径方向に配置されている。この実施例によれば、軸受リングが互いに同心的に配置されており、この場合、軸受リングの外側が、軸受リングの内側よりも大きい直径を有している。代替的に、転動体は軸受リングの間で軸方向に配置されている。この実施例によれば、２つの軸受リングは、操作方向で見て相前後して並んで配置されている。これにより、軸受は、特に高い軸方向力を伝達するために構成されている、という利点が得られる。

好適な実施例によれば、入力ロッドが、ペダルストロークシミュレータの少なくとも１区分を通って同軸的に延在している。これにより、ペダルストロークシミュレータの場所をとらない配置が得られる。

好適な形式で、ペダルストロークシミュレータは第１のばね装置を有しており、この第１のばね装置は特にコイルスプリングおよび／またはエラストマースプリングを有している。したがって、ペダルストロークシミュレータは、入力ロッドが操作方向に移動する際に弾性的に変形可能に構成されている。この場合、ペダルストロークシミュレータの構造的に特に簡単な構成が得られる。好適な形式でペダルストロークシミュレータは第１のばね装置を用いて入力ロッドで支えられている。したがって、第１のばね装置の、マスタブレーキシリンダとは反対側の端部は、入力ロッドのマスタブレーキシリンダに対面する端部に軸方向で当接している。好適な形式で、第１のばね装置は少なくとも１つのコイルスプリングを有している。特に、コイルスプリングは小さいばね定数を有しているので、コイルスプリングによって、高くても９０Ｎの反力が提供可能である。特に、第１のばね装置は、選択的にまたは追加的にエラストマースプリングを有している。エラストマースプリングは、コイルスプリングよりも大きいばね定数を有していて、軸方向で直接的にコイルスプリングに支えられている。したがって、エラストマースプリングを選択的にまたは追加的に設けることによって、コイルスプリングだけを設けるのと比較して、第１のばね装置の減衰作用が高められる。

好適な形式で、ペダルストロークシミュレータは第２のばね装置を有しており、この第２のばね装置は特に少なくとも１つのエラストマースプリングを有している。第２のばね装置を設けることによって、移動位置－反力特性曲線へのより精確な適合が可能である。好適な形式で、第２のばね装置は、第１のばね装置のばね定数よりも大きいばね定数を有している。好適な形式で、第２のばね装置はこのために少なくとも１つのエラストマースプリングを有している。特に、第２のばね装置は、この第２のばね装置の弾性変形の大きさに依存して、第２のばね装置によって少なくとも９０Ｎ乃至１０００Ｎの反力が提供されるように構成されている。

好適な実施例によれば、ペダルストロークシミュレータが第３のばね装置を有しており、この第３のばね装置が特に少なくとも１つの皿ばねを有している。第３のばね装置を設けることによって、移動位置－反力特性曲線への適合の精度がさらに高められる。この場合、第３のばね装置は好適には、第２のばね装置のばね定数よりも大きいばね定数を有している。好適な形式で、ペダルストロークシミュレータの複数のばね装置は直列に接続されている。複数のばね装置は、ペダルストロークシミュレータのばね装置のそれぞれによって軸方向力を、ペダルストロークシミュレータの別のばね装置に直接的にまたは間接的に、例えばスリーブ、連行部材等の、例えば力伝達部材を介在して伝達可能であるように配置されている。

好適な形式で、操作装置は、スピンドルに対して相対的に軸方向に移動可能な第１のスリーブ状のエレメントを有しており、この第１のエレメントが軸方向切欠を有していて、この軸方向切欠内に第１のばね装置が配置されており、操作装置が、第１の負荷解除状態および第１の操作状態を有していて、第１の負荷解除状態で入力ロッドの半径方向突起が第１のエレメントの後ろ側に対して軸方向間隔を保っていて、第１の操作状態で半径方向突起が第１のばね装置の圧縮後に第１のエレメントの後ろ側に軸方向で当接し、このような軸方向の当接によって前記第１のばね装置のさらなる圧縮が阻止されている。第１のばね装置が第１のエレメントの軸方向切欠内に配置されていることに基づいて、第１のばね装置の、マスタブレーキシリンダに対面する端部は、第１のエレメントの、マスタブレーキシリンダとは反対側に軸方向で当接する。前記のように構成された第１のエレメントが設けられていることによって、第１のばね装置の最大許容圧縮量が規定される。これによって、反力の適合精度がさらに高められる。スリーブ状のエレメントは、特に軸方向切欠を有する円筒形のエレメントである。この場合、このエレメントの周壁は特に連続的に構成されているので、軸方向切欠は周壁によって全体的に包囲されている。代替的に、周壁は少なくとも１つの周壁開口部を有している。半径方向突起とは、入力ロッドの横断面肉厚部であると解釈されてよい。つまり入力ロッドは半径方向突起の領域で、操作方向で見て半径方向突起の直ぐ後ろよりも大きい横断面を有している。後ろ側とは、この特許出願の周辺状況において、エレメントの、マスタブレーキシリンダとは反対側のことであると解釈されてよい。端面側とは、エレメントの、マスタブレーキシリンダに対面する側のことであると解釈されてよい。

好適な形式で、スピンドルは軸方向切欠を有しており、この軸方向切欠内に、第１のばね装置が配置されているかまたは第１のばね装置および第１のエレメントが配置されている。ばね装置、またはばね装置および第１のエレメントをこのような形式で配置することによって、ペダルストロークシミュレータの特に場所をとらない構成が得られる。

好適な形式で、第１のエレメントに対して相対的に軸方向に移動可能なスリーブ状の第２のエレメントが設けられていて、この第２のエレメントを通って入力ロッドが同軸的に延在しており、第２のエレメントが半径方向突起を有していて、この半径方向突起の端面側に第３のばね装置が当接しており、この場合、第２のエレメントが第１のエレメントよりも大きい横断面を有しており、第１のエレメントが半径方向突起を有していて、この半径方向突起に第２のエレメントの横断面先細り部が後ろから係合する。前記のように構成された第２のエレメントを設けたことによって、使用者によって入力ロッドに加えられた、軸方向で操作方向に作用する操作力が、少なくとも第３のばね装置に伝達可能であるかまたは伝達されることが保証される。

好適な形式で、操作装置は、軸方向で互いに相対的に移動可能な２つのガイドディスクを有しており、第１のガイドディスクの端面側が軸方向で第２のばね装置の後ろ側に当接し、第２のガイドディスクの後ろ側が軸方向で第２のばね装置の端面側に当接し、この場合、ガイドディスクの少なくとも１つが、他方のガイドディスクに向かう方向に延在する軸方向突起を有しており、操作装置が第２の負荷解除状態を有していて、この第２の負荷解除状態で一方のガイドディスクの軸方向突起が他方のガイドディスクに対して軸方向間隔を保っており、さらに操作装置は第２の操作状態を有していて、この第２の操作状態で軸方向突起が第２のばね装置の圧縮後に他方のガイドディスクに軸方向で当接し、この軸方向の当接により、第２のばね装置のさらなる圧縮が阻止されているようになっている。したがって、前記のように構成されたガイドディスクを設けたことによって、第２のばね装置の最大許容圧縮量が予め設定される。これによって、移動位置－反力特性曲線を特に精確に予め設定することができる。しかも、エラストマースプリングの強すぎる圧縮によって引き起こされるエラストマースプリングの塑性変形は避けられる。特に、第１の負荷軽減状態は第２の負荷軽減状態に相当するので、負荷軽減状態において、第１のばね装置も第２のばね装置も、入力ロッドが操作方向に移動することによって圧縮可能である。ガイドディスクとは、ディスク状のエレメント、つまりその半径方向寸法が軸方向寸法よりも大きい、特に著しく大きいエレメントのことであると解釈されてよい。

好適な実施例によれば、第３のばね装置が第１の皿ばねと第２の皿ばねとを有しており、これらの皿ばねが軸方向で互いに間隔を保って配置されており、これらの皿ばねの間に第２のばね装置が配置されているかまたは第２のばね装置およびガイドディスクが配置されている。第２のばね装置および第３のばね装置のこのような構成は、一方ではペダルストロークシミュレータの特に場所をとらない構成である。他方では、このような第２のばね装置および第３のばね装置の構成または配置によって、軸方向力が第２のばね装置から第３のばね装置へまたは第３のばね装置から第２のばね装置へ伝達可能であるように保証されている。

好適な形式で、軸受は、一方ではスピンドルナットと、他方では第３のばね装置の皿ばねとの間で軸方向に保持されている。それにより、軸受とペダルストロークシミュレータとの間で特に安定した当接接触が得られる。好適な実施例によれば、皿ばねは、限界負荷よりも小さい軸方向負荷において一方の軸受リングだけに当接し、限界負荷よりも大きい軸方向負荷において両方の軸受リングに当接するように配置されかつ弾性的に変形可能に構成されている。この場合、軸受は転がり軸受として構成されており、その軸受リングが互いに同心的に配置されているので、軸受の転動体は軸受リングの間で半径方向に配置されている。このように構成された軸受は、一般的に最大許容軸方向負荷を有しており、この場合、軸受は、最大許容軸方向負荷を越えると軸方向負荷によって損傷され得る。皿ばねは、限界負荷が最大許容軸方向負荷と同じかまたはこれを下回るように、構成されているかまたは配置されている。これによって、ペダルストロークシミュレータは、最大許容軸方向負荷を上回る軸方向負荷時に２つの軸受リングに当接し、それによって軸受の損傷は避けられる。

好適な形式で、ペダルストロークシミュレータが、一方では入力ロッドと、他方では第１のハウジング部分に配置された部分との間でプリロードをかけて保持されている。この場合、配置された部分は、介在物なしに、つまり直接的に、または介在物ありで、つまり間接的に、若しくは第１のハウジング部分が配置されている少なくとも１つの別のエレメントを介在させて第１のハウジング部分に配置されている。特に、配置された部分は、第１のハウジング部分自体、別のハウジング部分またはマスタブレーキシリンダである。ペダルストロークシミュレータにプリロードをかけることによって、ペダルストロークシミュレータの部分がコンパクトに圧縮保持される、という利点が得られる。

好適な形式で、操作装置は、第４のばね装置を有しており、この第４のばね装置は、ペダルストロークシミュレータにプリロードをかけるために、一方では第１のハウジング部分に配置された部分に支持されていて、他方ではペダルストロークシミュレータに支持されている。つまりペダルストロークシミュレータのプリロードは、少なくとも部分的に第４のばね装置によって提供される。配置された部分またはペダルストロークシミュレータにおける第４のばね装置の支持も、介在物なしで、つまり直接的に、または介在物ありで、つまり少なくとも１つの別のエレメントを介在させて行われる。好適な形式で、第４のばね装置は、スピンドルのためのリターンスプリングを有している。配置された部分は、例えば第１のハウジング部分自体、別のハウジング部分またはマスタブレーキシリンダである。スピンドルのためのリターンスプリングは、ペダルストロークシミュレータで支えるために、例えばスピンドルに連結されたプレッシャディスクに支持されており、この場合、プレッシャディスクは、少なくとも操作方向でスピンドルと一緒に移動可能であって、スピンドルは少なくとも操作方向とは逆方向でプレッシャディスクと一緒に移動可能である。したがって、スピンドルのためのリターンスプリングは、プレッシャディスク、スピンドル、スピンドルナットおよび軸受を用いてペダルストロークシミュレータで支えられている。選択的にまたは追加的に、第４のばね装置は、液圧ピストンのためのリターンスプリングを有している。このリターンスプリングは、一方ではマスタブレーキシリンダ内でマスタブレーキシリンダの、入力ロッドに対面する側に支えられていて、他方では液圧ピストンの、入力ロッドとは反対側に支えられている。したがって、液圧ピストンのためのリターンスプリングは、液圧ピストン、プッシュロッド、スピンドル、スピンドルナットおよび軸受を用いてペダルストロークシミュレータで支えられている。

ブレーキシステムの好適な操作装置の第１実施例を示す図である。 操作装置の第２実施例を示す図である。

本発明を以下に図面を用いて詳しく説明する。この場合、図面中の同じ部材および対応する部材には同じ符号が付けられている。

図１は、ブレーキシステムの操作装置１の縦断面図を示す。この場合、図１に示した操作装置１は、操作装置１の第１実施例である。操作装置１は、ブレーキシステムのマスタブレーキシリンダ２を操作するために、つまりマスタブレーキシリンダ２内に支承された液圧ピストン３を操作方向４に移動させるために構成されている。マスタブレーキシリンダ２は、図示していないホイールブレーキ装置のホイールブレーキシリンダに流体技術的に接続されている。この場合、液圧ピストン３を操作方向４に移動させることによって、作動液がマスタブレーキシリンダ２からホイールブレーキシリンダ内に移動させられる。その結果、ホイールブレーキ装置によって減速トルクが生ぜしめられる。

操作装置１は制動力発生器５を有している。制動力発生器５はスピンドル伝動装置６を有している。スピンドル伝動装置６は、制動力発生器５の電動機によって駆動可能なスピンドルナット７を有しており、このスピンドルナット７は操作方向４に延在する回転軸線４６を中心にして回転可能に支承されている。さらに、スピンドル伝動装置６は、相対回動不能であるが軸方向に移動可能に配置されたスピンドル８を有しており、この場合、スピンドル８の外ねじは、スピンドルナット７の内ねじに噛み合い、したがってスピンドル８はスピンドルナット７の回転によって軸方向に移動可能である。スピンドル８が操作方向４で軸方向に移動することによって、少なくともマスタブレーキシリンダ２の操作時に端面側が液圧ピストン３に当接するプッシュロッド９がスピンドル８と一緒に移動せしめられる。

操作装置１は入力ロッド１０を有しており、この入力ロッド１０は、図示していないブレーキペダルによって操作方向４に移動可能であって、スピンドル８に対して相対的に軸方向に移動可能である。入力ロッド１０を操作方向４に移動させるために、操作装置１の使用者はブレーキペダルを操作し、それによって操作方向４に作用する軸方向力または操作力が入力ロッド１０に伝達される。さらに、操作装置１はストロークセンサ１１を有しており、このストロークセンサ１１は、入力ロッド１０の移動位置を算出するために構成されている。ここでは、ストロークセンサ１１が受信器１２を有しており、この受信器１２は操作装置１の定置の第１のハウジング部分１３に配置されている。さらに、ストロークセンサ１１は測定値発信器１４を有しており、この測定値発信器１４は、入力ロッド１０に連結された、操作装置１の第２のハウジング部分１５に配置されている。２つのハウジング部分１３および１５は互いに同心的に配置されており、この場合、第２のハウジング部分１５は、第１のハウジング部分１３内で半径方向にガイドされている。第２のハウジング部分１５の、操作方向４で見て後方の端部は半径方向突起１６を有しており、この半径方向突起１６は、第１のハウジング部分１３の、操作方向４で見て前方の端部の横断面先細り部１７に後ろから係合する。この場合、半径方向突起１６および横断面先細り部１７によって、操作方向４とは逆方向の入力ロッド１０の最大許容移動量が規定される。この場合、半径方向突起１６が軸方向で横断面先細り部１７に当接すると、入力ロッド１０は操作方向４に抗して移動できないかまたはそれ以上移動できない。

操作装置１はさらにペダルストロークシミュレータ１８を有している。この場合、ペダルストロークシミュレータ１８とは、操作方向４に抗して入力ロッド１０に作用する力、つまり反力を提供するために構成された装置であると解釈されてよい。入力ロッド１０はブレーキペダルに連結されているので、反力は入力ロッド１０によってブレーキペダルに伝達され、したがって操作装置１の使用者によって感知され得る。反力を提供するために、ペダルストロークシミュレータ１８は入力ロッド１０によって操作可能である。

また、操作装置１は、軸方向力を伝達する軸受１９を有しており、この軸受１９は、一方ではスピンドルナット７と、他方ではペダルストロークシミュレータ１８との間に軸方向で保持されている。この場合、軸受１９は、ペダルストロークシミュレータ１８に対して相対的なスピンドルナット７の回転を可能にする。このために軸受１９は、２つの軸受リング２０および２１を有しており、これらの軸受リング２０および２１は互いに相対的に回転軸線４６を中心にして回転可能である。軸受１９は、ここではボールベアリング１９である。ボールベアリング１９のボールは、軸受リング２０と２１との間で半径方向に配置されている。したがって、軸受リング２０および２１は、外側の軸受リング２０および内側の軸受リング２１であって、外側の軸受リング２０は、内側の軸受リング２１よりも大きい直径を有していて、これらの軸受リング２０，２１は互いに同心的に配置されている。図１の図によれば、スピンドルナット７は外側の軸受リング２０に軸方向で当接している。ペダルストロークシミュレータ１８は軸受１９の内側の軸受リング２１に軸方向で当接している。代替的に、スピンドルナット７が軸方向で内側の軸受リング２１に当接し、ペダルストロークシミュレータ１８が外側の軸受リング２０に軸方向で当接している。

ペダルストロークシミュレータ１８は、第１のばね装置２２と、第２のばね装置２３と第３のばね装置２４とを有している。ばね装置２２，２３，２４は直列に接続されている。第１のばね装置２２は、図１の実施例によればコイルスプリング２５を有している。コイルスプリング２５は、小さいばね定数を有している。したがって、コイルスプリング２５は、小さい反力、特に９０Ｎよりも小さい反力だけを提供するために構成されている。第１のばね装置２２またはコイルスプリング２５の、マスタブレーキシリンダ２とは反対側の端部は、少なくとも間接的に、入力ロッド１０の、マスタブレーキシリンダ２に対面する端部に軸方向で当接する。したがって、ペダルストロークシミュレータ１８は、第１のばね装置２２を用いて入力ロッド１０で支えられる。第２のばね装置２３はエラストマースプリング２６を有している。エラストマースプリング２６は、このために構成された９０Ｎ乃至１０００Ｎの反力を提供する。このために、第２のばね装置２３またはエラストマースプリング２６は、第１のばね装置２２よりも大きいばね定数を有している。第３のばね装置２４は、ここでは第１の皿ばね２７および第２の皿ばね２８を有している。皿ばね２７および２８はそれぞれ、１０００Ｎよりも大きい反力を提供するために構成されている。このために、第３のばね装置２４は、第２のばね装置２３または第１のばね装置２２よりも大きいばね定数を有している。

操作装置１はさらに、スリーブ状に構成された第１のエレメント２９を有している。第１のエレメント２９は軸方向切欠４４を有しており、この軸方向切欠４４内に第１のばね装置２２またはコイルスプリング２５が配置されている。第１のばね装置２２またはコイルスプリング２５の、マスタブレーキシリンダ２に対面する端部は、軸方向切欠４４内で、第１のエレメント２９の、マスタブレーキシリンダ２とは反対側に軸方向で当接する。この場合、第１のエレメント２９は、スピンドル８に対して相対的に軸方向に移動可能であって、スピンドル８の軸方向切欠４５内に支承されている。

ここでは、入力ロッド１０とコイルばね２５との間に入力ピストン３０が配置されている。入力ピストン３０は、第１のエレメント２９内で軸方向に移動可能に支承されていて、半径方向突起３１を有している。入力ピストン３０は、入力ロッド１０と少なくとも軸方向で機械的に堅固に連結されている。したがって、入力ピストン３０は、入力ロッド１０の構成部分であることを前提としている。また、半径方向突起３１も入力ロッド１０の構成部分である。図１の図によれば、半径方向突起３１は、第１のエレメント２９の後ろ側３３に対して軸方向間隔３２を有している。したがって、操作装置１は第１の負荷軽減状態にある。第１の負荷軽減状態から出発して、コイルスプリング２５は、入力ロッド１０の操作方向４への移動によって圧縮可能である。それとは異なり、半径方向突起３１が後ろ側３３に軸方向で当接すると、操作装置１は第１の操作状態に位置する。第１の操作状態から出発して、コイルスプリング２５は、入力ロッド１０が操作方向４に移動する際に圧縮可能ではないかまたはそれ以上圧縮可能ではない。したがって、半径方向突起３１が後ろ側３３に軸方向で当接することによって、コイルスプリング２５の圧縮は阻止される。

操作装置１はさらに、スリーブ状の第２のエレメント３４を有していて、この第２のエレメント３４は軸方向開口部３５を有しており、この軸方向開口部３５を通って入力ロッド１０が同軸的に延在している。第２のエレメント３４と第１のエレメント２９とは、少なくとも部分的に互いに同心的に配置されており、この場合、第２のエレメント３４は、第１のエレメント２９よりも大きい横断面を有している。したがって、第１のエレメント２９は第２のエレメント３４内で半径方向にガイドされている。第２のエレメント３４は、第１のエレメント２９の半径方向突起３７に後ろから係合する横断面先細り部３６を有している。ここでは、横断面先細り部３６は、操作方向４で見て、第２のエレメント３４の後ろの端部の領域内に位置している。半径方向突起３７は、操作方向で見て、第１のエレメント２９の前方の端部に位置している。また、第２のエレメント３４は、操作方向４で見て、横断面先細り部３６の前に位置する半径方向突起３８を有しており、この場合、第３のばね装置２４または第１の皿ばね２７は、半径方向突起３８の端面側で支えられている。したがって、第１のエレメント２９および第２のエレメント３４によって、第１のばね装置２２および第３のばね装置２４の直列接続が保証される。図１によれば、半径方向突起３８は、第２のエレメント３４の、操作方向４で見て前方の端部に位置している。また、入力ロッド１０は半径方向突起４８を有している。半径方向突起４８は入力ロッド１０と連結されていて、第１の操作状態で第２のエレメント３４に軸方向で当接するので、第１の操作状態から出発して、入力ロッド１０が操作方向４にさらに移動する際に、第２のエレメント３４は入力ロッド１０と一緒に移動可能である。

図１に示した実施例によれば、操作装置１は、第１のガイドディスク３９と第２のガイドディスク４０とを有しており、この場合、第１のガイドディスク３９は、操作方向４で見て、第２のガイドディスク４０の前に配置されている。ガイドディスク３９および４０は、互いに相対的に軸方向に移動可能である。また、各ガイドディスク３９，４０は、それぞれ１つの軸方向開口部を有しており、これらの軸方向開口部を通って入力ロッド１０が延在している。第１のガイドディスク３９は、第１の皿ばね２７の端面側が当接する後ろ側と、第２のばね装置２３のエラストマースプリング２６の後ろ側が当接する端面側とを有している。第２のガイドディスク４０は、エラストマースプリング２６の端面側が当接する後ろ側と、第２の皿ばね２８の後ろ側が当接する端面側とを有している。さらに、第２のガイドディスク４０は、第１のガイドディスク３９の方向に延在する軸方向突起４１を有している。図１の図によれば、第１のガイドディスク３９の端面側は、軸方向突起４１に対して軸方向間隔４２を有している。したがって、操作装置１は第２の負荷軽減状態にある。第２の負荷軽減状態から出発して、エラストマースプリング２６は、入力ロッド１０が操作方向４に移動せしめられる際に圧縮可能である。それとは異なり、操作装置１は、第１のガイドディスク３９の端面側が軸方向突起４１に軸方向で当接すると、第２の操作状態にある。第２の負荷軽減状態から出発して、エラストマースプリング２６は、入力ロッド１０が操作方向４に移動せしめられることによって、圧縮可能ではないかまたはそれ以上圧縮可能ではない。したがって、第１のガイドディスク３９の端面側が軸方向突起４１に軸方向で当接することによって、エラストマースプリング２６の圧縮は阻止される。

ペダルストロークシミュレータ１８は、一方では入力ロッド１０と、他方では少なくとも間接的に第１のハウジング部分１３に配置された部分との間でプリロードをかけて保持されるように、構成されている。つまり、ペダルストロークシミュレータ１８は、少なくとも第１のハウジング部分１３の横断面先細り部１７がペダルストロークシミュレータ１８の第２のハウジング部分１５の半径方向突起１６に軸方向で当接する際に、一方では操作方向に抗して入力ロッド１０に作用する軸方向力を提供し、他方では第１のハウジング部分１３に少なくとも間接的に配置された部分に操作方向４に作用する軸方向力を提供する、ということである。

ここでは、操作装置１は、ペダルストロークシミュレータ１８にプリロードをかけるために第４のばね装置４３を有している。第４のばね装置４３は、一方では軸方向でスピンドル８に当接するプレッシャディスク４９に支えられており、この場合、プレッシャディスク４９は少なくとも操作方向４にスピンドル８と一緒に移動可能であって、スピンドル８は少なくとも操作方向４に抗してプレッシャディスク４９と一緒に移動可能である。それによって、第４のばね装置４３は、スピンドル８のためのリターンスプリング４３として構成されている。他方では、第４のばね装置４３は図示していないハウジング部分で支えられており、このハウジング部分は第１のハウジング１３に少なくとも間接的に配置されている。最終的に、入力ロッド１０から図示していないハウジング部分への軸方向力の伝達が、入力ピストン３０、ペダルストロークシミュレータ１８、軸受１９、スピンドルナット７、スピンドル８および第４のばね装置４９によって行われる。

以下に、操作装置１の通常運転中における操作装置１の機能形式を説明する。この場合、通常運転とは、操作方向４への入力ロッド１０の移動がマスタブレーキシリンダ２の制動力発生器５によって操作される、操作装置１の運転であると解釈されてよい。通常運転中に、スピンドル８は、操作方向４への入力ロッド１０の移動の大きさに依存して操作方向４に移動せしめられる。また、操作方向４への入力ロッド１０の移動の大きさに依存して、第１のばね装置２２、第１のばね装置２２および第２のばね装置２３、または第１のばね装置２２、第２のばね装置２３および第３のばね装置２４が、入力ロッド１０の移動によって圧縮される。ばね装置２２，２３および２４の圧縮によって、操作方向４に作用する軸方向力がスピンドルナット７に伝達される。スピンドルナット７は基本的に軸方向に移動可能に支承されている。しかしながら、通常運転中に、制動力発生器５の電動機はこれが運転されることによって、スピンドルナット７の軸方向の移動を阻止する反力を生ぜしめる。

以下に、非常ブレーキ運転中の操作装置１の機能形式を説明する。この場合、非常ブレーキ運転とは、例えば電動機が故障しているために、入力ロッド１０が操作方向４に移動させられる際に制動力発生器５によってマスタブレーキシリンダ２の操作が行われない、操作装置１の運転のことであると解釈されてよい。この場合、スピンドルナット７の軸方向の移動は、反力によって阻止されない。非常ブレーキ運転中でも、操作方向４への入力ロッド１０の移動の大きさに依存して、ばね装置２２，２３および２４が圧縮される。これによって、操作方向４に作用する軸方向力がスピンドルナット７に伝達され、この場合、操作方向４に作用する軸方向力が、リターンスプリング４３によって加えられた操作方向４に抗してスピンドルナット７に作用する力を上回ると、スピンドルナット７はマスタブレーキシリンダ２を操作するために軸方向に移動せしめられる。特に、第２のエレメント３４は、非常ブレーキ運転中に入力ロッド１０が操作方向４に移動する際にスピンドル８に軸方向で当接するので、操作方向４に作用する軸方向力は、一方ではペダルストロークシミュレータ１８および軸受１９によってスピンドルナット７に伝達され、他方では第２のエレメント３４によってスピンドル８に伝達される。

図２は、操作装置１の第２実施例の縦断面図を示す。図１の実施例とは異なり、図２に示された操作装置１は、コイルスプリング２５およびエラストマースプリング４７を備えた第１のばね装置２２を有している。この場合、コイルスプリング２５およびエラストマースプリング４７は相前後して並んで配置されているので、コイルスプリング２５とエラストマースプリング４７とは軸方向で互いに当接し合っている。図１に示した操作装置１の実施例による第１のばね装置２２と比較して、図２に示した実施例の第１のばね装置２２は、より強い減衰を提供するために構成されている。したがって、図２に示した実施例の第１のばね装置２２によって、より強い減衰作用が生ぜしめられる。

１ 操作装置
２ マスタブレーキシリンダ
３ 液圧ピストン
４ 操作方向
５ 制動力発生器
６ スピンドル伝動装置
７ スピンドルナット
８ スピンドル
９ プッシュロッド
１０ 入力ロッド
１１ ストロークセンサ
１２ 受信器
１３ 第１のハウジング部分
１４ 測定値発信器
１５ 第２のハウジング部分
１６ 半径方向突起
１７ 横断面先細り部
１８ ペダルストロークシミュレータ
１９ 軸受
２０ 外側の軸受リング
２１ 内側の軸受リング
２２ 第１のばね装置
２３ 第２のばね装置
２４ 第３のばね装置
２５ コイルスプリング
２６ エラストマースプリング
２７ 第１の皿ばね
２８ 第２の皿ばね
２９ 第１のエレメント
３０ 入力ピストン
３１ 半径方向突起
３２ 軸方向間隔
３３ 第１のエレメントの後ろ側
３４ 第２のエレメント
３５ 軸方向開口部
３６ 横断面先細り部
３７ 半径方向突起
３８ 半径方向突起
３９ 第１のガイドディスク
４０ 第２のガイドディスク
４１ 軸方向突起
４２ 軸方向間隔
４３ 第４のばね装置、リターンスプリング
４４ 軸方向切欠
４５ 軸方向切欠
４６ 回転軸線
４７ エラストマースプリング
４８ 半径方向突起
４９ プレッシャディスク

Claims (15)

1. ブレーキシステムのための操作装置であって、ブレーキペダルによって操作方向（４）に移動可能である入力ロッド（１０）と、測定値発信器（１４）および受信器（１２）を備え、かつ前記入力ロッド（１０）の移動位置を算出するために構成されたストロークセンサ（１１）と、制動力発生器（５）とを有しており、該制動力発生器（５）が、スピンドルナット（７）およびスピンドル（８）を備えたスピンドル伝動装置（６）を有しており、前記スピンドルナット（７）が、前記操作方向（４）に延在する回転軸線（４６）を中心にして回転可能に支承されていて、前記スピンドル（８）は、前記スピンドルナット（７）の回転によって軸方向に移動可能であって、前記制動力発生器が、算出された移動位置に依存して前記ブレーキシステムのマスタブレーキシリンダ（２）を操作するために前記スピンドル（８）を軸方向に移動させるように構成されており、前記入力ロッド（１０）が前記スピンドル（８）に対して相対的に軸方向に移動可能であって、前記操作装置（１）がペダルストロークシミュレータ（１８）を有しており、該ペダルストロークシミュレータ（１８）が前記入力ロッド（１０）によって操作可能である形式のものにおいて、
   軸方向力を伝達する軸受（１９）が設けられており、該軸受（１９）は、一方では前記スピンドルナット（７）と、他方では前記ペダルストロークシミュレータ（１８）との間で軸方向に保持されていることを特徴とする、ブレーキシステムのための操作装置。
2. 前記軸受（１９）が、転がり軸受、特にボールベアリングとしてまたは滑り軸受として構成されていることを特徴とする、請求項１記載の操作装置。
3. 転がり軸受として構成された前記軸受（１９）が、第１の軸受リング（２０）と第２の軸受リング（２１）とを有しており、前記軸受リング（２０，２１）が前記回転軸線（４６）を中心にして互いに相対的に回転可能であって、前記軸受（１９）の転動体が、前記軸受リング（２０，２１）間で半径方向または軸方向に配置されていることを特徴とする、請求項２記載の操作装置。
4. 前記入力ロッド（１０）が、前記ペダルストロークシミュレータ（１８）の少なくとも１区分を通って同軸的に延在していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の操作装置。
5. 前記ペダルストロークシミュレータ（１８）が第１のばね装置（２２）を有していて、該第１のばね装置（２２）がコイルスプリング（２５）および／またはエラストマースプリング（４７）を有していることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の操作装置。
6. 前記ペダルストロークシミュレータ（１８）が第２のばね装置（２３）を有していて、該第２のばね装置（２３）が少なくとも１つのエラストマースプリング（２６）を有していることを特徴とする、請求項５記載の操作装置。
7. 前記ペダルストロークシミュレータ（１８）が第３のばね装置（２４）を有していて、該第３のばね装置（２４）が少なくとも１つの皿ばね（２７，２８）を有していることを特徴とする、請求項６記載の操作装置。
8. 前記スピンドル（８）に対して相対的に軸方向に移動可能なスリーブ状の第１のエレメント（２９）が設けられており、前記第１のエレメント（２９）が軸方向切欠（４４）を有していて、該軸方向切欠（４４）内に前記第１のばね装置（２２）が配置されており、前記操作装置（１）が、第１の負荷解除状態および第１の操作状態を有していて、前記第１の負荷解除状態で前記入力ロッド（１０）の半径方向突起（３１）が前記第１のエレメント（２９）の後ろ側（３３）に対して軸方向間隔（３２）を保っていて、前記第１の操作状態で前記半径方向突起（３１）が前記第１のばね装置（２２）の圧縮後に前記第１のエレメント（２９）の後ろ側（３３）に軸方向で当接し、このような軸方向の当接によって前記第１のばね装置（２２）のさらなる圧縮が阻止されていることを特徴とする、請求項７記載の操作装置。
9. 前記スピンドル（８）が軸方向切欠（４５）を有しており、該軸方向切欠（４５）内に、前記第１のばね装置（２２）が配置されているかまたは前記第１のばね装置（２２）および前記第１のエレメント（２９）が配置されていることを特徴とする、請求項８記載の操作装置。
10. 前記第１のエレメント（２９）に対して相対的に軸方向に移動可能な第２のエレメント（３４）が設けられていて、該第２のエレメント（３４）を通って前記入力ロッド（１０）が同軸的に延在しており、前記第２のエレメント（３４）が半径方向突起（３８）を有していて、該半径方向突起（３８）の端面側に前記第３のばね装置（２４）が当接しており、前記第２のエレメント（３４）が前記第１のエレメント（２９）よりも大きい横断面を有しており、前記第１のエレメント（２９）が半径方向突起（３７）を有していて、該半径方向突起（３７）に前記第２のエレメント（３４）の横断面先細り部（３６）が後ろから係合することを特徴とする、請求項８または９記載の操作装置。
11. 軸方向で互いに相対的に移動可能な２つのガイドディスク（３９，４０）が設けられており、第１の前記ガイドディスク（３９）の端面側が軸方向で前記第２のばね装置（２３）の後ろ側に当接し、第２の前記ガイドディスク（４０）の後ろ側が軸方向で前記第２のばね装置（２３）の端面側に当接し、この場合、前記ガイドディスクの少なくとも１つ（４０）が、他方の前記ガイドディスク（３９）に向かう方向に延在する軸方向突起（４１）を有しており、前記操作装置（１）が第２の負荷解除状態を有していて、該第２の負荷解除状態で一方の前記ガイドディスク（４０）の前記軸方向突起（４１）が他方の前記ガイドディスク（３９）に対して軸方向間隔（４２）を保っており、また前記操作装置（１）が第２の操作状態を有していて、該第２の操作状態で前記軸方向突起（４１）が前記第２のばね装置（２３）の圧縮後に他方の前記ガイドディスク（３９）に軸方向で当接し、この軸方向の当接により、前記第２のばね装置（２３）のさらなる圧縮が阻止されていることを特徴とする、請求項８から１０までのいずれか１項記載の操作装置。
12. 前記第３のばね装置（２４）が第１の皿ばね（２７）と第２の皿ばね（２８）とを有しており、これらの皿ばね（２７，２８）が軸方向で互いに間隔を保って配置されており、前記皿ばね（２７，２８）の間に前記第２のばね装置（２３）が配置されているかまたは前記第２のばね装置（２３）および前記ガイドディスク（３９，４０）が配置されていることを特徴とする、請求項１１記載の操作装置。
13. 前記軸受（１９）が、一方では前記スピンドルナット（７）と、他方では前記第３のばね装置（２４）の皿ばね（２８）との間で軸方向に保持されていることを特徴とする、請求項１１または１２記載の操作装置。
14. 前記ペダルストロークシミュレータ（１８）が、一方では前記入力ロッド（１０）と、他方では第１のハウジング部分（１３）に配置された部分との間でプリロードをかけられていることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載の操作装置。
15. 第４のばね装置（４３）が設けられており、該第４のばね装置（４３）は、前記ペダルストロークシミュレータ（１８）にプリロードをかけるために、一方では前記第１のハウジング部分（１３）に配置された部分に支持されていて、他方では前記ペダルストロークシミュレータ（１８）に支持されていることを特徴とする、請求項１４記載の操作装置。

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