KR20120034757A

KR20120034757A - 유압식 메인 브레이크 실린더

Info

Publication number: KR20120034757A
Application number: KR1020127002044A
Authority: KR
Inventors: 아르민 페어하겐; 요헨 마이어; 빌리 나겔
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2012-04-12
Also published as: US20120192556A1; EP2459423B1; CN102470846A; WO2011012345A1; PL2459423T3; JP2013500193A; EP2459423A1; KR101720076B1; JP5231682B2; CN102470846B; DE102009028034A1; US9139180B2

Abstract

본 발명은 바람직하게는 차량의 브레이크 장치용 전기-기계식 브레이크 부스터(7)를 포함하는 유압식 메인 브레이크 실린더(1)에 관한 것이다. 본 발명은 2개의, 바람직하게는 서로의 내부에 놓인 압력 로드 피스톤(2, 3)을 포함하며, 상기 피스톤 중 하나는 근력에 의해 그리고 다른 하나는 브레이크 부스터(7)에 의해 작동되는 메인 브레이크 실린더(1)를 제시한다. 또한, 본 발명의 실시예는 메인 브레이크 실린더(1)의 해제시 에너지를 저장하고 메인 브레이크 실린더(1)의 작동시 에너지를 메인 브레이크 실린더(1)로 전달함으로써 메인 브레이크 실린더(1)의 작동을 지원하는 에너지 저장 장치(21)를 제공한다.

Description

유압식 메인 브레이크 실린더{Hydraulic main brake cylinder}

본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 차량 브레이크 장치용 유압식 메인 브레이크 실린더에 관한 것이다.

저압 브레이크 부스터를 포함하는 메인 브레이크 실린더는 공지되어 있고 통상 승용차 내 차량 브레이크 장치에 사용된다.

공개 공보 DE 103 27 553 A1은 전기 모터를 포함하는 전기 기계식 브레이크 부스터를 개시하고, 상기 전기 모터는 회전/병진 변환 기어장치를 통해 유압식 메인 브레이크 실린더의 압력 로드 피스톤에 작용한다. 공지된 브레이크 부스터의 전기 모터는 중공 샤프트 모터이고, 그 중공 샤프트는 스핀들 메커니즘의 너트로서 형성된다. 스핀들 메커니즘은 압력 로드 피스톤을 이동시키기 위해 전기 모터의 회전 구동 운동을 병진 구동 운동으로 변환시키는 회전/병진 변환 기어 장치를 형성한다. 전기 기계식 브레이크 부스터는 다른 구성을 가질 수 있다. 메인 브레이크 실린더의 피스톤을 압력 로드 피스톤이라 하며, 이 피스톤은 브레이크 부스터 및/또는 차량 운전자의 근력에 의해 메인 브레이크 실린더를 작동시키기 위해 메인 브레이크 실린더 내에서 이동된다. 압력 로드 피스톤은 1차 피스톤 또는 간단히 피스톤 또는 메인 브레이크 실린더 피스톤이라고도 한다. 근력에 의한 압력 로드 피스톤의 이동, 즉 메인 브레이크 실린더의 근력 작동은 통상 발로 (풋)브레이크 페달을 통해 또는 손으로 (핸드)브레이크 레버를 통해 이루어진다.

본 발명의 과제는 개선된 메인 브레이크 실린더를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항 제 1항의 특징들에 의해 해결된다.

청구항 제 1항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른 메인 브레이크 실린더는 서로에 대해 이동 가능한 2개의 압력 로드 피스톤들을 포함한다. 2개의 압력 로드 피스톤들 중 하나의 압력 로드 피스톤은 차량 운전자의 근력에 의해 이동되고, 다른 압력 로드 피스톤은 브레이크 부스터에 의해 이동된다. 선행 기술에서와는 달리, 브레이크 부스터의 힘과 차량 운전자의 근력의 결합이 메인 브레이크 실린더 외부에서 기계식으로 이루어지지 않고 메인 브레이크 실린더 내에서 유압식으로 이루어진다. 2개의 압력 로드 피스톤들의 독립적인 이동으로 인해 브레이크 부스터의 운동과 차량 운전자의 근력 운동이 독립적으로 이루어질 수 있다. 2개의 운동의 독립성은 본 발명의 실시예 및 개선예에서 제한될 수 있다. 2개의 압력 로드 피스톤들의 피스톤 면들의 비율은 브레이크 부스터의 증대 팩터를 결정한다.

통상의 서비스 브레이킹을 위해, 브레이크 부스터는 다른 압력 로드 피스톤을 차량 운전자의 근력에 의해 이동되는 압력 로드 피스톤과 동기로 이동시킨다. 2개의 압력 로드 피스톤의 동기 이동시, 전술한 바와 같이 2개의 압력 로드 피스톤들의 피스톤 면들의 비율은 브레이크 부스터의 증대 팩터를 결정한다.

소위, 스프링어(springer) 기능, 즉 브레이크 작동의 시작시 그리고 압력 로드 피스톤의 이동 시작시 약간 높아진 브레이크력 증대는 브레이크 부스터에 의해 이동되는 압력 로드 피스톤의, 시작시 더 큰 이동 거리에 의해 달성된다.

메인 브레이크 실린더는 통상의 서비스 브레이킹시 브레이크 부스터 및 근력에 의해 작동되는 것과 달리, 브레이크 부스터에 의해서만 그리고 근력에 의해서만 작동될 수 있다. 브레이크 부스터 및 근력에 의한 작동은 보조력 브레이킹이고, 브레이크 부스터에 의해서만의 작동은 외력 브레이킹이며, 근력에 의해서만의 작동은 근력 브레이킹이다. 본 발명에 따른 메인 브레이크 실린더는 예컨대 브레이크 부스터의 고장시 근력 브레이킹을 가능하게 하고, 이 경우 브레이크 부스터는 함께 이동되지 않으며 근력 작동을 어렵게 하거나 방해하지 않는다.

본 발명에 따른 메인 브레이크 실린더는 내연기관 및 전기 모터에 의해 구동되는 하이브리드 차량에 그리고 전기차에 특히 적합하다. 이러한 차량에서, 전기 구동 모터는 제너레이터로서 차량의 브레이킹을 위해 작동될 수 있으므로, 전기 구동 모터의 브레이크력 또는 브레이크 파워의 다소 많은 양 및 나머지 양이 차량 브레이크 장치에 의해 제공된다. 제너레이터 모드의 전기 구동 모터의 브레이크력의 몫은 100% 내지 0%일 수 있고, 이는 특히 각각의 주행 상황에 따라 변하고, 예컨대 전기 구동 모터에 의한 차량의 구동을 위해 전류를 공급하며 브레이킹시 제너레이터 모드의 전기 구동 모터에 의해 충전되는 어큐뮬레이터의 충전 상태에 따라 변한다. 차량의 운동 에너지의 회수는 회복(recuperate)이라 한다.

차량 운전자가 브레이크력의 일부가 차량 브레이크 장치에 의해서가 아니라 제너레이터 모드의 전기 구동 모터에 의해 발생된다는 것을 알아차리지 않는 것이 바람직하다. 부분적으로 제너레이터 모드의 전기 구동 모터에 의한 그리고 나머지는 차량 브레이크 장치에 의한 브레이킹은 "중첩" 이라 한다. 차량 운전자가 가급적 알아챌 수 없는 중첩은 어려운데, 그 이유는 특히 전기 구동 모터의 브레이크력이 계속 변할 수 있기 때문이다. 본 발명에 따른 메인 브레이크 실린더는 근력에 의한 그리고 브레이크 부스터에 의한 2개의 압력 로드 피스톤의 독립적인 이동의 가능성에 의해 가급적 알아챌 수 없는 중첩을 용이하게 한다. 알아챌 수 없는 중첩은 본 발명에 따른 메인 브레이크 실린더에 의한 근력 작동과 브레이크 부스터의 유압식 결합에 의해 기계식 결합에서보다 더 양호하게 이루어진다.

알아챌 수 없는 중첩을 위해, 브레이크 부스터의 증대 팩터가 제너레이터 모드의 전기 구동 모터의 브레이크력에 따라, 메인 브레이크 실린더의 압력 로드 피스톤들에 가해지는 근력이 동일할 때 그리고 바람직하게는 근력 이동 거리가 동일할 때 차량 브레이크 장치에 의해서만 브레이킹시와 동일한, 제너레이터 모드의 전기 구동 모터 및 차량 브레이크 장치의 전체 브레이크력이 얻어질 정도로, 감소되어야 한다.

종속 청구항들은 청구항 제 1항에 제시된 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예를 제시한다.

본 발명의 실시예에서, 2개의 압력 로드 피스톤이 이동 방향으로 탄성 연결된다. 탄성 연결은 하나 또는 2개의 방향으로 작용할 수 있다. 탄성 연결에 의해, 유압식 연결에 추가해서 기계식 연결이 이루어진다. 탄성 연결은 2개의 압력 로드 피스톤들 중 하나의 압력 로드 피스톤의 이동시 다른 압력 로드 피스톤도 더 적은 정도라도 이동되는 장점을 갖는다.

본 발명의 실시예에서, 2개의 압력 로드 피스톤들의 이동의 제한은 2개의 압력 로드 피스톤의 무제한 이동을 피하기 위해 제공된다.

본 발명의 실시예는 제어 가능한 브레이크 부스터를 제공한다. "제어 가능한" 이라는 표현은 브레이크 부스터의 힘이 메인 브레이크 실린더에 가해진 근력과는 독립적으로 제어될 수 있다는 것을 의미하며, 본 발명의 의미에서 "제어"는 "조절"도 의미한다. 전기 기계식 브레이크 부스터는 구성으로 인해 제어 가능하기 때문에, 전기 기계식 브레이크 부스터가 바람직하다. 저압 브레이크 부스터는 그 작동 챔버가 밸브에 의해 환기 가능하게 형성되는 방식으로 제어 가능하게 형성될 수 있다. 밸브로는 예컨대 솔레노이드 밸브, 개선된 제어 가능성을 위해 비례 솔레노이드 밸브가 제공된다. 본 발명은 열거된 브레이크 부스터에 제한되지 않는다.

본 발명의 바람직한 실시예는 메인 브레이크 실린더의 해제시 에너지를 저장하고 메인 브레이크 실린더의 작동시 저장된 에너지를 메인 브레이크 실린더로 전달함으로써 메인 브레이크 실린더의 작동을 지원하는 에너지 저장 장치를 포함한다. 에너지 저장 장치 내에 에너지 저장은 예컨대 브레이크 부스터를 가진 메인 브레이크 실린더의 액티브한 해제시 이루어지고, 이는 예컨대 전기 기계식 브레이크 부스터에 의해 또는 일반적으로 작동 방향과는 반대로 향한 부스터력을 제공할 수 있는 브레이크 부스터에 의해 가능하다. 작동 및 해제시 브레이크 부스터에 의해 에너지가 제공되기는 하지만 브레이크 작동시 부스터력 및 그에 의해 제공되는 에너지는 에너지 저장 장치에 의한 지원이 없는 것보다 더 작다. 따라서, 더 작은 출력을 가진 브레이크 부스터가 사용될 수 있다. 본 발명의 이 실시예의 다른 장점은 차량 브레이크 장치의 해제시 자유로워진 에너지가 에너지 저장 장치에 저장되는 것이다.

본 발명에 의해, 개선된 메인 브레이크 실린더가 제공된다.

이하, 본 발명이 도면에 도시된 실시예를 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 메인 브레이크 실린더의 축 단면도.
도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ을 따른 횡단면도.
도면들은 본 발명의 설명과 이해를 위한 개략도이다.

도 1에 도시된, 본 발명에 따른 메인 브레이크 실린더(1)는 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3) 및 부동 피스톤(4)을 가진 탠덤 메인 브레이크 실린더이다. 압력 로드 피스톤(2, 3)에 대해서는 1차 피스톤 또는 입력 피스톤이라는 표현도 사용되며, 부동 피스톤(4)에 대해서는 2차 피스톤이라는 표현도 사용된다. 2개의 압력 로드 피스톤들 중 하나의 압력 로드 피스톤은 관형 중공 피스톤이고, 상기 피스톤 내에 다른 압력 로드 피스톤(3)이 축 방향으로 이동 가능하게 수용된다. 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3)은 서로에 대해 밀봉되고 관형의 하나의 압력 로드 피스톤(2)은 메인 브레이크 실린더(1) 내에서 밀봉된다. 관형의 하나의 압력 로드 피스톤(2)의 작동은 기계식으로 근력에 의해 (풋 브레이크) 페달(5)을 이용해서 피스톤 로드(6)를 통해 이루어지고, 상기 피스톤 로드(6)는 페달(5) 및 압력 로드 피스톤(2)과 관절형으로 연결된다. 근력 작동은 예컨대 수동으로 핸드 브레이크 레버를 통해 이루어진다(도시되지 않음).

내부에 놓인, 다른 압력 로드 피스톤(3)은 브레이크 부스터(7)에 의해 작동된다. 즉, 메인 브레이크 실린더(1) 내에서 또는 관형의 하나의 압력 로드 피스톤(2) 내에서 또는 상기 피스톤에 의해 이동된다. 실시예에서, 브레이크 부스터(7)는 전기 기계식 브레이크 부스터(7)이지만, 이는 본 발명에서 필수적인 것은 아니다. 브레이크 부스터(7)는 전기 모터(8)를 포함하고, 상기 전기 모터에는 감속 기어 장치(9), 예컨대 유성 기어 장치가 플랜지로 연결된다. 상기 기어 장치는 래크 앤 피니언 기어(10)를 통해 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)을 이동시킨다. 래크 앤 피니언 기어(10)는 감속 기어 장치(9)의 출력 샤프트에 피니언(11)을 포함하고, 상기 피니언은 피니언 래크(12)와 맞물리며, 상기 래크는 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)과 고정 연결된다.

관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)은 2개의 단부에 내부로 향한 플랜지(13)를 포함한다. 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)의 후방 단부에 있는 플랜지(13)는 래크(12)에 의해 관통된다. 후방 단부는 페달(5)을 향한 압력 로드 피스톤(2)의 단부이다. 메인 브레이크 실린더(1)는 하나가 아니라, 2개의 피스톤 로드들(6)을 포함하고, 상기 피스톤 로드들은 래크(12)의 길이방향 홈 내로 서로 나란히 배치된다(도 2 참고). 피스톤 로드들(6)은 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)의 후방 단부에 있는 플랜지(13)에 관절형으로 연결된다.

관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)의 내부로 향한 플랜지들(13, 14)은 스토퍼들을 형성하고, 상기 스토퍼들은 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3)의 이동거리를 서로에 대해 제한한다. 플랜지들(13, 14)은 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3)의 이동 거리에 대한 상대 이동 제한부로서 또는 상대 이동 제한부들로서 이해될 수 있다. 내부에 놓인, 다른 압력 로드 피스톤(3)의 양 단부에는 스프링 부재들(15, 16)이 배치되고, 상기 스프링 부재들은 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)의 플랜지들(13, 14)에 지지된다. 스프링 부재들(15, 16)은 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3)을 이동 방향으로, 즉 축 방향으로 탄성적으로 연결한다. 실시예에서, 내부에 놓인, 다른 압력 로드 피스톤(3)의, 페달(5)을 향한 후방 단부에 있는 스프링 부재(15)는 나선 압축 스프링이다. 내부에 놓인, 다른 압력 로드 피스톤(3)의 전방 단부에 있는 스프링 부재(16)는 실시예에서 돔 형태로 휘어진 스프링 와셔이고, 상기 스프링 부재(16)의 스프링 트래블은 내부에 놓인 하나의 압력 로드 피스톤(3)의 후방 단부에 있는 스프링 부재(15)의 스프링 트래블의 일부이고, 상기 스프링 부재(16)의 스프링 상수는 상기 스프링 부재(15)의 스프링 상수의 수배이다. 다른 스프링 부재들도 나선 압축 스프링 및 스프링 와셔로서 형성될 수 있으며, 내부에 놓인, 하나의 압력 로드 피스톤(3)의 전방 면에서 짧은 스프링 트래블 및 큰 스프링 상수가 본 발명에 필수적이지는 않지만 바람직하다.

관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)이 근력에 의해 작동되며, 내부에 놓인, 다른 압력 로드 피스톤(3)이 브레이크 부스터(7)에 의해 작동되는. 즉 메인 브레이크 실린더(1) 내에서 이동되는 것도 필수적이지 않다. 그러나, 관형의, 외부에 놓인 압력 로드 피스톤(2)이 근력에 의해 작동되는 것이 바람직한데, 그 이유는 그것이 짧은 이동 거리 후에 브레이크액 저장 용기(18)와 메인 브레이크 실린더(1)의 압력실(19)을 연결하는 홀(17)을 폐쇄하기 때문이다. 서로의 내부에 놓인 2개의 압력 로드 피스톤(2, 3) 대신에, 2개의 평행한 또는 일정한 각으로 또는 서로 휘어지게 배치된 압력 로드 피스톤들도 가능하며(도시되지 않음), 상기 피스톤은 상응하게 변형된 메인 브레이크 실린더(1) 내에 배치되거나 또는 그들 중 하나 이상이 고유의 실린더를 포함한다. 2개의 압력 로드 피스톤들은 유압식으로 서로 통한다.

통상의 서비스 브레이킹은 근력 작동에 의해 이루어진다. 즉, 브레이크 페달(5)이 가압되고 피스톤 로드(6)를 통해 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)을 이동시킨다. 도시되지 않은 전자식 제어부는 브레이크 부스터(7)를, 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)이 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)과 동기로 이동되도록, 제어한다. 여기서 "제어"는 "조절"도 의미한다. 브레이크 부스터(7)의 제어를 위해, 메인 브레이크 실린더(1)가 거리 센서(20) 및/또는 도시되지 않은 힘 센서를 포함하고, 상기 센서에 의해 페달(5)의 페달 이동 거리 및/또는 페달력이 측정된다. 압력 로스 피스톤(3)의 이동 또는 브레이크 부스터(7)에 의해 이동된 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)의 위치는 예컨대 브레이크 부스터(7)의 전기 모터(8)의 전자식 정류에 의해 측정될 수 있다.

부동 피스톤(4)은 공지된 방식으로 압력 로드 피스톤들(2, 3)에 압력의 제공에 의해 작동된다. 즉, 메인 브레이크 실린더(1) 내에서 이동된다.

소위, 스프링어(springer) 기능, 즉 브레이크 작동의 시작시 증가되는 브레이크력 증대는 브레이크 부스터(7)에 의해 이동되는 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)이 이동의 시작시, 근력을 이용해서 페달(5)에 의해 이동되는 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)보다 더 멀리 이동됨으로써 달성된다.

힘의 증대, 즉 브레이크 부스터(7)에 의한 근력의 증대, 즉 브레이크 부스터(7)의 증대 팩터는 2개의 압력 로드 피스톤(2, 3)의 동기 이동시 그 피스톤 면의 비율에 의해 결정된다. 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)의 피스톤 면은 링형 면이다. 더 큰 힘 증대를 위해, 브레이크 부스터(7)에 의해 이동된 내부에 놓인 압력 로드 피스톤(3)은 관형의, 근력에 의해 작동되는 하나의 압력 로드 피스톤(2)보다 더 멀리 이동되며, 더 작은 힘 증대 시에는 반대로 된다. 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3)은 이들에 의해 작동되는 메인 브레이크 실린더(1)의 압력실(19) 내에서 브레이크액을 통해 유압식으로 연결되고, 추가로 기계식으로 그리고 탄성적으로 스프링 부재들(15, 16)에 의해 연결된다. 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3)이 동일하게 이동되지 않으면, 스프링 부재들(15, 16)은 더 멀리 이동된 압력 로드 피스톤(2, 3)으로부터 덜 이동된 압력 로드 피스톤(2, 3)으로 힘을 전달한다.

근력 작동 없는 자율적인 브레이킹은 브레이크 부스터(7)에 의한 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)의 이동에 의해 이루어질 수 있다. 내부에 놓인, 다른 압력 로드 피스톤(3)의 전방 면에 있는 스프링 부재(16)에 의해 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)이 탄성적으로 그리고 댐핑 방식으로 이동된다.

전기 기계식 브레이크 부스터(7)의 고장시, 페달(5)을 통한 근력 작동만이 가능하다. 그의 작은 링형 피스톤 면에 의해, 근력 작동되는 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)이 큰 유압식 변환을 나타내고, 이는 브레이크 부스터(7)의 고장시 메인 브레이크 실린더(1)의 근력 작동만의 경우에 바람직하다. 내부에 놓인, 다른 압력 로드 피스톤(3)의 후방 단부에 있는 스프링 부재(15)는 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)으로부터 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)으로 힘을 전달하므로, 메인 브레이크 실린더(1)의 근력 작동시 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)이 메인 브레이크 실린더(1) 내로 이동되지만, 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)의 이동 거리는 이 경우 관형의 하나의 압력 로드 피스톤(2)의 이동 거리보다 더 짧다. 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)의 유압식 변환은 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)의 종동에 의해 작아진다. 메인 브레이크 실린더(1)를 근력만으로 작동시키는 경우 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)을 더 부드럽게 종동시키기 위해, 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)의 후방 단부에 있는 스프링 부재(15)의 스프링 상수가 그 전방 단부에 있는 스프링 부재(16)의 스프링 상수보다 더 작게 선택된다. 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)의 후방 단부에 있는 스프링 부재(15)가 "차단되면", 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)은 관형의, 하나의 압력 로드 피스톤(2)과 동기로 움직인다.

본 발명에 따른 메인 브레이크 실린더(1)는 에너지 저장 장치(21)를 포함하고, 상기 에너지 저장 장치는 도 1에서 도면 평면 전방에 놓이기 때문에 도 2에서만 보인다. 에너지 저장 장치(21)는 메인 브레이크 실린더(1)의 해제시, 즉 실린더(1)로부터 압력 로드 피스톤(2, 3)의 이동시, 에너지를 저장하고, 상기 에너지 저장 장치(21)는 메인 브레이크 실린더(1)의 작동시, 즉 압력 로드 피스톤(2, 3)의 이동시 에너지를 메인 브레이크 실린더(1) 내로 다시 송출함으로써, 메인 브레이크 실린더(1)의 작동을 지원한다. 실시예에서, 에너지 저장 장치(21)는 스프링 에너지 저장 장치이지만, 이는 본 발명에서 필수적이지는 않다. 에너지 저장 장치(21)는 스핀들(23) 및 너트(24)를 가진 스핀들 메커니즘(22)을 포함한다. 스핀들 메커니즘(22)은 셀프 록킹되지 않는다. 스프링 부재(25)는 에너지 저장 장치(21)의 하우징 내에 지지되고, 축 방향으로 너트(24)에 대해 가압된다. 나선 압축 스프링이 도시되지만, 다른 스프링, 특히 적층 디스크 스프링(도시되지 않음)도 가능하다. 스핀들(23)은 피니언(26)을 포함하고, 피니언(26)은 래크(12)와 맞물리고, 상기 래크(12)는 내부에 놓인, 다른 압력 로드 피스톤(3)과 고정 연결되며 상기 압력 로드 피스톤(3)의 피스톤 로드를 형성한다. 에너지 저장 장치(21)의 피니언(26)은 브레이크 부스터(7)의 피니언(11)과 마찬가지로 래크(12)의 마주 놓인 면에 장착되고, 래크(12)는 이에 대해 2개의 서로 마주 놓인 톱니들을 갖는다. 2개의 피니언(11, 26)은 래크(12)를 교대로, 래크(12)의 구동시 피니언들(11, 26)과 작용하는 횡력 또는 횡력 성분에 대해 지지한다. 이로 인해, 횡 부하에 대한 래크(12)의 별도 지지가 필요없고, 내부에 놓인, 다른 압력 로드 피스톤(3)은 횡축을 중심으로 하는 모멘트를 받지 않는다.

메인 브레이크 실린더(1)의 해제시, 내부에 놓인 다른 압력 로드 피스톤(3)은 실린더(1)로부터 이동되고, 피스톤 로드를 형성하는 래크(12)를 페달(5)의 방향으로 이동시킨다. 래크(12)는 피니언(26)을 회전시키고, 피니언에 의해 에너지 저장 장치(21)의 스핀들(23)을 회전시킨다. 너트(24)는 축 방향으로 이동되고 스프링 부재(25)를 고정함으로써, 에너지가 에너지 저장 장치(21) 내로 저장된다.

에너지 저장 장치(21)의 스프링 부재(25)를 고정하기 위해, 래크(12)는 브레이크 부스터(7)에 의해 구동되어야 한다. 즉, 메인 브레이크 실린더(1)는 브레이크 부스터(7)에 의해 액티브하게 해제되어야 한다. 이를 위해, 에너지 저장 장치(21)가 메인 브레이크 실린더(1)의 작동을 지원한다: 에너지 저장 장치(21)의 스핀들 메커니즘(22)은 셀프 록킹되지 않고, 스프링 부재(25)의 축방향력을, 래크(12)를 메인 브레이크 실린더(1)의 방향으로 밀어 메인 브레이크 실린더(1)의 작동을 지원하는 모멘트로 변환시킨다. 브레이크 부스터(7)가 메인 브레이크 실린더(1)의 작동을 위해 제공해야 하는 힘 및 에너지는 에너지 저장 장치(21)의 작용에 의해 상응하게 줄어든다. 작동력이 브레이크 부스터(7)와 에너지 저장 장치(21)로 분배되기 때문에, 브레이크 부스터(7)의 래크 앤 피니언 기어(10)의 기계적 부하가 상응하게 줄어들고, 상응하게 더 약하게 설계될 수 있다.

브레이크 부스터(7) 및 에너지 저장 장치(21)의 피니언(11, 26)으로부터 래크(12)의 2개의 서로 마주 놓인 톱니들로 가해지는 힘은 래크(12)의 톱니들과 맞물리는 피니언(11, 26)의 톱니들의 서로 접촉하는 이뿌리면에 대해 수직으로 작용한다. 즉, 상기 힘은 래크(12)의 길이 방향으로 작용하고, 도 1에 힘 프로파일(27, 28)로 도시된 바와 같이 약간 경사져 내부를 향한다. 따라서, 힘(27, 28)은 래크(12)에 대해 횡으로 내부로 향한 힘 성분을 포함하고, 상기 횡력 성분은 톱니들에 작용하는 힘이 동일한 크기이면, 특히 브레이크 부스터(7) 및 에너지 저장 장치(21)의 피니언(11, 26)이 축 방향으로 오프셋 배치되면, 보상된다.

메인 브레이크 실린더(1)의 해제시, 브레이크 부스터(7)의 피니언(11)을 래크(12)로 미는 힘은 반대로 되어, 도 1에서 힘 화살표(29)로 표시된 바와 같이 메인 브레이크 실린더(1)로부터 멀리 그리고 변함없이 경사져 내부를 향하는 반면, 에너지 저장 장치(21)의 피니언(26)을 래크(12)로 미는 힘은 변함없이 메인 브레이크 실린더(1)의 방향으로 그리고 경사져 내부로 향한다. 이로 인해, 도 1에서 시계 방향으로 작용하는 모멘트가 래크(12)에 작용한다. 상기 모멘트는 래크(12)의 마주 놓인 톱니들의 간격(30)에 따라 커지고, 축 방향으로 에너지 저장 장치(21)와 브레이크 부스터(7)의 피니언(11, 26)의 오프셋(31)에 따라 작아진다. 따라서, 에너지 저장 장치(21)의 피니언(26)이 브레이크 부스터(7)의 피니언(11)보다 메인 브레이크 실린더(1)로부터 더 큰 간격을 갖기 때문에, 2개의 피니언들(11, 26)은 오프셋(31)을 갖는다.

에너지 저장 장치(21)는 조인트(32)에 의해 선회 가능하게 지지됨으로써, 그 피니언(26)이 래크(12)와 맞물리지 않은 상태로 움직일 수 있다. 맞물리지 않고 움직이는 것에 대해 지지부(33)가 에너지 저장 장치(21)를 지지하고, 상기 에너지 저장 장치는 전자석(35)에 의해 풀릴 수 있는 바아(34)를 포함한다. 바아(34)의 풀림에 의해, 지지부(33)의 지지 작용이 사라짐으로써, 에너지 저장 장치(21)의 피니언(26)이 래크(26)와 맞물리지 않은 상태로 움직인다. 스프링 부재(36)는 지지부(33)의 해제시 맞물리지 않고 움직이는 것을 확실하게 보장한다. 에너지 저장 장치(21)의 피니언(26)이 래크(12)와 맞물리지 않고 움직이는 것은 에너지 저장 장치(21)의 블로킹 또는 그 밖의 결함시 또는 브레이크 부스터(7)의 고장시 제공된다. 조인트(32) 및 에너지 저장 장치(21)의 해제 가능한 지지부(33)는 에너지 저장 장치를 메인 브레이크 실린더(1)의 작동으로부터 분리할 수 있는, 즉 전술한 바와 같이 래크(12)와 맞물리지 않게 할 수 있는, 분리부를 형성한다.

1 메인 브레이크 실린더
2, 3 압력 로드 피스톤
7 브레이크 부스터
12 피스톤 로드
13, 14 상대 이동 제한부
15, 16 스프링 부재
21 에너지 저장 장치

Claims

브레이크 부스터(7), 및 차량 브레이크 장치를 작동시키기 위해 근력 및/또는 상기 브레이크 부스터(7)에 의해 메인 브레이크 실린더(1)에서 이동 가능한 압력 로드 피스톤을 포함하는 차량 브레이크 장치용 유압식 메인 브레이크 실린더에 있어서,
상기 메인 브레이크 실린더(1)는 서로에 대해 이동 가능한 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3)을 포함하며, 상기 압력 로드 피스톤들 중 하나의 압력 로드 피스톤(2)은 근력에 의해 그리고 다른 압력 로드 피스톤(3)은 상기 브레이크 부스터(7)에 의해 상기 메인 브레이크 실린더(1) 내에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 유압식 메인 브레이크 실린더.
제 1항에 있어서, 상기 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3)은 하나 또는 다수의 스프링 부재(15, 16)에 의해 이동 방향으로 탄성적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유압식 메인 브레이크 실린더.
제 1항에 있어서, 상기 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3)은 상기 2개의 압력 로드 피스톤들(2, 3)의 이동 거리를 제한하는 상대 이동 제한부(13, 14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 메인 브레이크 실린더.
제 1항에 있어서, 상기 메인 브레이크 실린더(1)는 제어 가능한 브레이크 부스터(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 메인 브레이크 실린더.
제 4항에 있어서, 상기 메인 브레이크 실린더(1)는 전기 기계식 브레이크 부스터(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 메인 브레이크 실린더.
제 1항에 있어서, 상기 메인 브레이크 실린더(1)는, 상기 메인 브레이크 실린더(1)의 해제시 에너지를 저장하고 상기 메인 브레이크 실린더(1)의 작동시 저장된 에너지를 상기 메인 브레이크 실린더(1)로 전달함으로써 상기 메인 브레이크 실린더(1)의 작동을 지원하는 에너지 저장 장치(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 메인 브레이크 실린더.
제 6항에 있어서, 상기 메인 브레이크 실린더(1)는 스프링 에너지 저장 장치(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 메인 브레이크 실린더.
제 6항에 있어서, 상기 브레이크 부스터(7)는 상기 다른 압력 로드 피스톤(3)의 피스톤 로드(12)의 한 면 상에, 그리고 상기 에너지 저장 장치(21)는 상기 다른 압력 로드 피스톤(3)의 상기 피스톤 로드(12)에 마주 놓이게 장착되는 것을 특징으로 하는 유압식 메인 브레이크 실린더.
제 6항에 있어서, 상기 에너지 저장 장치(21)는 상기 메인 브레이크 실린더(1)의 작동으로부터 상기 에너지 저장 장치(21)를 분리시킬 수 있는 분리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 메인 브레이크 실린더.