WO1996028329A1

WO1996028329A1 - Bremskraftverstärker

Info

Publication number: WO1996028329A1
Application number: PCT/EP1996/000770
Authority: WO
Inventors: Stefan Drumm; Thomas Berthold; Alfred Eckert
Original assignee: Itt Automotive Europe Gmbh
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1996-02-24
Publication date: 1996-09-19
Also published as: DE19509065A1; EP0814989B1; JPH11501883A; CZ287947B6; EP0814989A1; CZ258797A3; US6021704A; DE59605507D1

Abstract

Es wird ein Bremskraftverstärker vorgeschlagen, der mit einer Einrichtung zur Ermittlung einer an einem Bremspedal eingeleiteten Eingangskraft ausgestattet ist. Die Einrichtung, die zur Messung der Eingangskraft einen Druckgeber verwendet, ist erfindungsgemäß zwischen dem Ende einer mit dem Bremspedal (9) verbundenen Betätigungsstange (20) und einem ein Steuerventil des Bremskraftverstärkers betätigenden Ventilkolben (17) angeordnet. Der Druckgeber (24, 25) ist dabei der Wirkung eines in einem Druckraum (26) entstehenden Druckes ausgesetzt, der in einer elastischen Masse bzw. einem Elastomer (27) aufgebaut wird.

Description

Bremskraftverstärker

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverstärker mit einer mit einem Betätigungspedal in kraftübertragender Verbindung stehenden Betätigungsstange, sowie einer Einrichtung zur Er¬ mittlung einer auf das Betätigungspedal einwirkenden Eingangskraft, die einen mit einem Druckgeber zusammenwirkenden, mit einer elastischen Masse gefüllten Druckraum aufweist.

Ein aus der DE 42 08 496 Cl bekannter Bremskraftverstärker ist mit einer Einrichtung zur Ermittlung der am Bremspedal eingeleiteten Betätigungskraft ausgestattet. Diese Einrichtung besteht aus Kraftsensoren, die als am Bremspedal angeordnete Dehnungs-Meßstreifen oder als Kraftmeßdosen ausgeführt sind, die mit druckabhängigen Widerstandselementen oder piezoelektrischen Materialien realsierbar sind. Die Sensierung der Pedalkraft erfolgt also außerhalb des Verstärkergehäuses. Beide Sensorarten müssen einzeln kalibriert werden, so daß ein Einsatz in einer Großserie aus Kostengründen nicht in Frage kommt.

Bei einem anderen, aus der DE 36 27 279 AI bekannten Bremskraftverstärker wird die am Bremspedal eingeleitete Betätigungskraft über den in einem elastischen Teil bei der Betätigung entstehenden Druck ermittelt. Zu diesem Zweck ist ein am elastischen Teil anliegender, axial begrenzt verschiebbarer Kolben vorgesehen, der mit einem Drucksensor zusammenwirkt, der der Größe der Eingangskraft proportionale Signale abgibt. Um den Drucksensor bei sehr hohen Pedalkräften vor Beschädigungen zu schützen, ist er entgegen der Betätigungsrichtung des Bremskraftverstärkers begrenzt axial verschiebbar gegen die Wirkung einer Druckfeder angeordnet. Weniger vorteilhaft ist bei dem vorbekannten Bremskraftverstärker anzusehen, daß, um das dargestellte Eingangskraftermittlungsprinzip zu realisieren, im Bereich der Kraftübertragung zwischen der BetätigungsStange und einem Ausgangskraft-Abgabeglied umfangreiche konstruktive Änderungen durchgeführt werden müssen, die mit einem nicht vernachlässigbaren Aufwand verbunden sind.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, die es ermöglichen, die am Betätigungspedal eingeleitete Eingangskraft ohne konstruktive Änderungen des Kraftübertragungsbereichs innerhalb des Verstärkergehäuses"zu sensieren. Die Sensierung soll dabei kosten- und bauraumsparend erfolgen.

Eine erste Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß sowohl der mit der elastischen Masse gefüllte Druckraum als auch der Druckgeber zwischen zwei teleskopartig ineinander geführten Teilen besteht, der zweiteilig ausgebildeten Betätigungsstange angeordnet sind. Vorteilhafte Weiter¬ bildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteran¬ sprüche 2 bis 6 aufgeführt.

Eine zweite Lösung der vorhin gestellten Aufgabe besteht bei einem Bremskraftverstärker, dessen Betätigungsstange mit einem Ventilkolben eines Steuerventils zusammenwirkt, darin, daß die Einrichtung zur Eingangskraftermittlung im Ventilkolben angeordnet ist und daß die Kraftübertragung von der Betätigungsstange auf die elastische Masse mittels eines den Druckraum axial begrenzenden Druckstücks erfolgt.

Eine dritte Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht schließlich darin, daß die Einrichtung zur Eingangskraftermittlung durch einen im Ventilkolben koaxial zur Betätigungsstange angeordneten Kraftgeber gebildet ist. Die Kraftübertragung von der Betätigungsstange auf den Kraftgeber erfolgt dabei vorzugsweise mittels eines Zwischenstücks.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung von vier Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1,2 und 3 eine erste, zweite und dritte Ausführung des

Erfindungsgegenstandes,

Fig. 4 eine nach einem anderen Prinzip arbeitende vierte Ausführung des Erfindungsgegenstandes und

Fig. 5 eine auf dem Prinzip von Fig. 1 bis 3 arbeitende fünfte Ausführung des Erfindungsgegenstandes.

In Fig. 1 ist eine Betätigungsstange 1 eines nicht gezeigten pneumatischen Bremskraftverstärkers dargestellt, die mit einem lediglich schematisch angedeuteten Betätigungspedal, vorzugsweise einem Bremspedal 9, in Verbindung steht. Die Betätigungsstange 1 ist dabei zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem am Bremspedal angekoppelten ersten Teil bzw. Schaft 2, sowie einem zweiten Teil bzw. einer Spitze 3, die von einer an dem dem Bremspedal abgewandten Ende des Schafts 2 ausgebildeten zylindrischen Bohrung 10 teilweise teleskopartig aufgenommen wird. Die Spitze 3 kann beispielsweise mit einem nicht gezeigten Ventilkolben eines pneumatischen Steuerventils des Bremskraftverstärkers in kraftübertragender Verbindung stehen. Außerdem nimmt die Bohrung 10 einen Druckgeber 4 auf, der darin zusammen mit seinem Sensorelement 5 und dem Ende der Spitze 3 einen Druckraum 6 begrenzt, der mit einem Druckmittel, beispielsweise einer elastischen, aber fast inkompressiblen Masse 7 (z.B. Silikon) gefüllt ist. Das Sensorelement 5 ist der Wirkung des im Druckraum 6 bei einer Betätigung entstehenden Druckes ausgesetzt, der der zu messenden Betätigungskraft proportional ist. Dabei ist es sinnvoll, wenn die Spitze 3 mit Hilfe der elastische Masse 7 mit dem Schaft 2 verklebt ist. Um dem Druckgeber 4 zugeordnete elektrische Leitungen 8 nach außen-herausführen zu können, sind im Schaft 2 Durchgänge 21,22 ausgebildet, die beispielsweise durch zwei senkrecht zueinander verlaufende Bohrungen gebildet sein können.

Voraussetzung für das beschriebene Meßprinzip ist der Aufbau eines isotropen Druckes im Druckraum 6. Aus diesem Grund darf das Verhältnis der Länge des zylindrischen Druckraums 6 zu seinem Durchmesser nicht allzu klein werden, wobei Risse und Gasblasen im Druckraum 6 unerwünscht sind.

Um sich negativ auswirkende Zugbelastungen im Druckraum 6 zu verhindern, ist bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung ein die Relativbewegung zwischen Schaft 2 und Spitze 3 begrenzender Anschlag 11 vorgesehen. Der Anschlag 11 besteht dabei vorzugsweise aus einer oder mehreren radialen Eindrückungen 13, die am Ende des Schaftes 2 ausgeführt sind, und die mit in der Zeichnung links gezeigten Flanke einer in der Spitze 3 ausgebildeten Umfangsnut 12 zusammenwirken.

Bei der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsvariante des Erfindungsgegenstandes wird der Druckraum 6 durch eine am Ende der Spitze 3 axial anliegende runde Druckplatte 14 begrenzt. Das Ende der Spitze 3 ist dabei vorzugsweise hohl ausgebildet, so daß zwischen ihm und der Druckplatte 14 ein Hohlraum 15 entsteht, der bei einer Zugbelastung der Betätigungsstange 1 eine Übertragung der Zugkraft auf die elastische Masse 7 im Druckraum 6 verhindert, so daß im Druckraum 6 keine Rißbildung stattfindet. Durch eine axiale Verlängerung des Hohlraums 15 bilden sich vielmehr radial vom Hohlraum 15 ausgehende, bis zur Wand der Bohrung 10 reichende Risse, die das Meßprinzip nicht stören.

Bei den in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungen ist die Betätigungsstange 20 einteilig ausgebildet und wirkt mit einem lediglich vereinfacht dargestellten Ventilkolben 17 zusammen, der der Betätigung eines nicht gezeigten Steuerventils dient. Die vorhin erwähnte Einrichtung zur Eingangskraftermittlung ist bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführung durch einen im Ventilkolben 17 koaxial zur Betätigungsstange 20 angeordneten Kraftgeber 18 gebildet, wobei die Kraftübertragung von der Betätigungssstange 20 auf den Kraftgeber 18 mittels eines Zwischenstücks 19 erfolgt, das sich in der Ruhestellung im axialen Abstand 32 von einer im Ventilkolben 17 ausgebildeten Ringfläche 33 befindet. Um dem Kraftgeber 18 zugeordnete elektrische Leitungen 29 in das Innere des nicht gezeigten Verstärkergehäuses herauszuführen, ist im Ventilkolben 17 eine durchgehende Bohrung 23 vorgesehen. Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung arbeitet im wesentlichen auf dem gleichen Prinzip, das im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 erläutert wurde. Zu diesem Zweck ist in einer zylindrischen Ausnehmung 34 des Ventilkolbens 17 ein Druckgeber 24 angeordnet, dessen Sensorelement 25 mit dem in einem Druckraum 26 bei der Betätigung entstehenden Druck beaufschlagbar ist. Der Druckraum 26 ist dabei vorzugsweise mit einem Elastomer 27 gefüllt und durch ein Druckstück 28 begrenzt, an dem das Ende der Betätigungsstange 20 zur Anlage kommt. Dem Druckgeber 24 zugeordnete elektrische Leitungen 31 können wie in dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel, durch eine im Ventilkolben 17 vorgesehene Bohrung 30 ins Innere des Verstärkergehäuses herausgeführt werden.

Zur Herstellung der in Fig. 4 und 5 gezeigten Anordnungen ist es sinnvoll, Baugruppen zu bilden. So können z.B. Zwischenstück 19 und Kraftgeber 18 bzw. Druckstück 28, Elastomer 27 und Druckgeber 24,25 zu vormontierbaren Einheiten zusammengefaßt werden.

Bezugs zeichenliste

1 Betätigungsstange

2 Schaft

3 Spitze

4 Druckgeber

5 Sensorelement

6 Druckraum

7 Masse

8 Leitung

9 Bremspedal

10 Bohrung

11 Anschlag

12 Umfangsnut

13 Eindrückung

14 Druckplatte

15 - ^• Hohlraum

16 Riß

17 Ventilkolben

18 Kraftgeber

19 Zwischenstück

20 Betätigungsstange

21 Durchgang

22 Durchgang

23 Bohrung

24 Druckgeber

25 Sensorelement

26 Druckraum

27 Masse, Elastomer

28 Druckstück

29 Leitung

30 Bohrung

31 Leitung Abstand Ringfläche Ausnehmung

Claims

Patentansprüche

1. Bremskraftverstärker mit einer mit einem Betätigungspedal in kraftübertragender Verbindung stehenden Betätigungsstange, sowie einer Einrichtung zur Ermittlung einer auf das Betätigungspedal einwirkenden Eingangskraft, die einen mit einem Druckgeber zusammenwirkenden, mit einer elastischen Masse gefüllten Druckraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der mit der elastischen Masse (7) gefüllte Druckraum (6) als auch der Druckgeber (4,5) zwischen zwei teleskopartig ineinander geführten Teilen (2,3) der zweiteilig ausgebildeten Betätigungsstange (1) angeordnet sind.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (1) aus einem mit dem Betätigungspedal (9) zusammenwirkenden, eine den Druckgeber (4,5) aufnehmende, sowie den Druckraum (6) radial begrenzende Bohrung (10) aufweisenden Schaft (2) und einer einen Ventilkolben eines Steuerventils des Bremskraftverstärkers betätigenden Spitze (3) besteht, die den Druckraum (6) axial begrenzt und mittels der elastischen Masse (7) mit dem Schaft (2) verklebt ist.

3. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (2) einen Anschlag (11) aufweist, der ein Mitnehmen der Spitze (3) bei einer Zugbelastung der Betätigungsstange (1) ermöglicht.

4. Bremskraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (11) durch eine an dem Betätigungspedal abgewandten Ende des Schaftes (2) ausgebildete Einscherung bzw. Eindrückung (13) gebildet ist, die in eine Umfangsnut (12) der Spitze (3) eingreift.

5. Bremskraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertagung von der Spitze (3) auf die elastische Masse (7) mittels einer an der Spitze (3) axial anliegenden Druckplatte (14) erfolgt, die mit dem hohl ausgebildeten Ende der Spitze (3) einen Hohlraum (15) begrenzt.

6. Bremskraftverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaft (2) Durchgänge (21,22) vorgesehen sind, die zum Druckgeber (4,5) führende elektrische Leitungen (8) aufnehmen.

7. Bremskraftverstärker mit einer mit einem Betätigungspedal in kraftübertragender Verbindung stehenden Betätigungsstange, einem durch die Betätigungsstange betätigbaren Ventilkolben eines Steuerventils sowie einer Einrichtung zur Ermittlung einer auf das Bremspedal einwirkenden Eingangskraft, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Eingangskraftermittlung durch einen im Ventilkolben (19) koaxial zur Betätigungsstange (20) angeordneten Kraftgeber (18) gebildet ist.

8. Bremskraftverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von der Betätigungsstange (20) auf den Kraftgeber (18) mittels eines Zwischenstücks (19) erfolgt.

9. Bremskraftverstärker nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (17) eine Bohrung (23) aufweist, die zum Kraftgeber (18) führende elektrische Leitungen (29) aufnimmt.

10. Bremskraftverstärker mit einer einerseits mit einem Betätigungspedal und andererseits mit einem Ventilkolben eines Steuerventils in kraftübertragender Verbindung stehenden Betätigungsstange, sowie einer Einrichtung zur Ermittlung einer auf das Betätigungspedal einwirkenden Eingangskraft, die einen mit einem Druckgeber zusammenwirkenden, mit einer elastischen Masse gefüllten Druckraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24,25,26,27) zur Eingangskraftermittlung in dem Ventilkolben (17) angeordnet ist und daß die Kraftübertragung von der Betätigungsstange (20) auf die elastische Masse (27) mittels eines den Druckraum (26) axial begrenzenden Druckstücks (28) erfolgt.

11. Bremskraftverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (17) eine Bohrung (30) aufweist, die zum Druckgeber (24,25) führende elektrische Leitungen (31) aufnimmt.