Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Pedalblock mit daran schwenkbar festgelegtem Bremspedal, einem Bremskraftverstarker mit zweigeteiltem Gehäuse und einer damit verbundenen Hauptbremszylinderbaugruppe zur hydraulischen Kraftbeaufschlagung der einzelnen Radbremsen des Kraftfahrzeuges.
Derartige Betätigungseinrichtungen sind im Stand der Technik in unterschiedlicher Ausgestaltung bekannt und werden prinzipiell in jedem Kraftfahrzeug eingesetzt. Die Ausgestaltung der einzelnen Komponenten der Betätigungseinrichtung differiert hierbei im Bezug auf Größe und Form sowie hinsichtlich zusätzlicher Anbauteile, es bestehen jedoch bei den einzelnen Komponenten auch grundsätzliche Übereinstimmungen. So wird das Bremskraftverstärkergehäuse aus Festigkeitsgründen aus Stahlblech gefertigt und beim Zusammenbau der Betätigungseinrichtung an den zumeist ebenfalls aus Metall gefertigten Pedalblock angeflanscht. An der dem Pedalblock abgewandten vorderen Seite des Bremskraftverstärkers wird die Hauptbremszylinderbaugruppe angeschraubt, die aus einem Hauptbremszylindergehäuse mit Innenbauteilen und einem Norratsbehälter für die Bremshydraulikflüssigkeit besteht. Bei dem Hauptbremszylindergehäuse handeltes sich generell um ein spanend bearbeiteten Metallgußbauteil. Ergänzend für den Betrieb der gesamten Betätigungseinrichtung notwendige Anbauteile - wie
beispielsweise Endschalter, Betatigungszuge, Ruckholfedern oder Lagerungsbauteile - werden einzeln an der Gesamtbaugruppe montiert
Sowohl die Materialauswahl als auch die Gestaltung der einzelnen Baugruppen, wie auch die üblicherweise getrennte Lieferung von Teilen durch Bremsenzulieferer und beispielsweise Hersteller der Pedalerie, fuhren zu einem hohen Herstellungs- und Montageaufwand und daraus resultierend zu hohen Kosten, wobei darüber hinaus eine heute vielfach in der Kraftfahrzeugindustrie angestrebte Reduzierung der Fertigungstiefe für einzelne Kraftfahrzeugbaugruppen nur schwierig zu realisieren ist
Technische Problemstellung der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine
Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges so zu gestalten, daß sowohl die Produktionskosten als auch die Einbaumaße herabgesetzt werden können Darüber hinaus sollte eine Betätigungseinrichtung der erfindungsgemaßen Art eine erhebliche Reduzierung der Fertigungstiefe ermöglichen, um den Erfordernissen der modernen Kraftfahrzeugfertigung im Hinblick auf modularen Aufbau zu genügen
Diese Problemstellung wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß der Pedalblock und das Bremskraftverstarkergehauseteil, welches dem Pedalblock zugewandt ist, einstuckig aus Kunststoff geformt sind
Die Vereinigung des Bremskraftverstarkergehauses mit dem Pedalblock bietet in mehrfacher Hinsicht entscheidende Vorteile gegenüber dem bisherigen Stand der Technik Zum einen lassen sich aufgrund des Kunststoffmaterials in weitaus stärkerem Maße als bei der bisher vorgesehenen Blechbauweise ergänzend notwendige Bauteile und deren Aufnahmen auf einfachste Weise kostengünstig in das Pedalblock- Bremskraftverstarkergehausemodul integrieren Es entsteht eine insgesamt äußerst kompakte Baueinheit, welche zusatzlich dadurch ergänzt werden kann, daß das gesamte Bremskraftverstarkergehause als Kunststoffspritzteil ausgebildet wird, wobei
die angeschlossene Hauptbremszylinderbaugruppe mit einem Norratsb ehalter und einer Kolbeneinheit in das gesamte Kunststoffspritzteil integriert wird Durch diese erfindungsgemaße Gestaltung entsteht eine vollständig vormontierbare Baugruppe, die zu einer Reduzierung der Einzelteile, niedrigeren Kosten und aufgrund des hohen Kunststoffmaterialeinsatzes, zu einer wesentlichen Gewichtsreduzierung führt
Darüber hinaus kann die gesamte Baugruppe fahrzeugunabhangig vormontiert und getestet werden, so daß bei der eigentlichen Endmontage des Kraftfahrzeuges die gesamte Betätigungseinrichtung nur noch an der Spritzwand des zugehörigen Kraftfahrzeuges befestigt werden muß und die Bremsleitungen zu den einzelnen Radbremsen des Kraftfahrzeuges angeschlossen werden müssen
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich zusammen mit der technischen Lehre des Hauptanspruches aus den Merkmalen der Unteranspruche
Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, daß innerhalb der Kolbeneinheit der Hauptbremszylinderbaugruppe ein von dem Kunststoffspritzteil ummanteltes
Hydraulikrohr zur Aufnahme der Hauptbremszylinderkolben angeordnet ist Diese bauliche Gestaltung stellt eine zuverlässige Funktion des Hauptbremszylinders sowie eine entsprechend lange Lebensdauer sicher, andererseits bedeutet das Einspritzen des Hydraulikrohrs in das erfindungsgemaße Kunststoffspritzteil der Betätigungseinrichtung eine sehr kostengünstige Herstellung Die erfindungsgemaße Gestaltung der Betätigungseinrichtung laßt sich darüber hinaus noch kostengünstiger gestalten, sofern man am Pedalblock ein gemeinsames Lagerelement für die Lagerung sowohl des Bremspedals als auch eines zusätzlichen Kupplungs- und/oder Gaspedals vorsieht Durch diese Maßnahme entfallen die im Stand der Technik üblichen Einzellagerungen mit ihren Einzelteilen als auch die für die Montage der einzelnen Pedale notwendigen Kosten
Es hat sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, daß der Pedalblock beruhrungslose Sensoren wie beispielsweise Hall-Sensoren induktive Sensoren zur Signalaufnahme der Winkelstellung von Bremspedal und zusatzlichem Kupplungs- oder Gaspedal
aufweist, wobei die Signalübermittlung an nachgeschaltete Auswertungsbaugruppen einer Kraftfahrzeugelektronik durch eine zentrale Steckerbaugruppe erfolgt. Die berührungslosen (Hall)- Sensoren arbeiten prell- und verschleißfrei, sind elektronisch einstellbar und führen zu einer weiteren Funktionsintegration der gesamten Betätigungseinrichtung, wobei die Endprüfung des Gesamtmoduls weiter vereinfacht wird.
Darüber hinaus läßt sich das Betätigungsgefühl für die Nerschwenkung der einzelnen Pedale dadurch verbessern, daß der Pedalblock eine oder mehrere Steuerkurven aufweist, auf dem/denen eine mit dem Bremspedal und/oder dem Kupplungs- und Gaspedal fest verbundene federbelastete Rolle bei Nerschwenkung der Pedale abrollt.
Die Herstellung des Bremskraftverstärkergehäuses aus Kunststoff ermöglicht es darüberhinaus, in die Gehäusewandung des Bremskraftverstärkergehäuses Versorgungsleitungen für die Beaufschlagung des Bremskraftverstärker- gehäuseinnenraumes mit Unterdruck oder Umgebungsdruck zu integrieren. Diese Maßnahme führt insbesondere bei zweistufigen Bremskraftverstärkern (Tandem-BKV) zu einer weiteren Reduzierung des Montageaufwandes.
Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine seitliche Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines
Kraftfahrzeuges,
Figur 2 eine Draufsicht auf die Betätigungseinrichtung aus Figur 1 von der dem
Fahrgastraum zugewandten Seite und
Figur 3 eine zweite Ausgestaltungsvariante des Gegenstandes der Erfindung in einer Seitenschnittdarstellung.
Die Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges weist einen Pedalblock 1 auf, einen Bremskraftverstarker 2 sowie einen mit einem Vorratsbehälter 4 versehene Hauptbremszylindergruppe 3 auf. An die Hauptbremszylindergruppe sind mehrere Bremsleitungen für die hydraulische Kraftbeaufschlagung der einzelnen Radbremsen angeschlossen, auf deren einzelne Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Zeichnungen verzichtet wurde.
Der Bremskraftverstarker 2 besteht im wesentlichen aus einer Gehäuseglocke 5 und einem Gehäusebodenteil 6, die gemeinsam in diesem Ausführungsbeispiel einen durch einen Kolben 7 in zwei Teilbereiche unterteilten Innenraum begrenzen.
Am Pedalblock 1 ist eine vorstehende Halterung 8 angeordnet, die ein gemeinsames Lagerelement 9 zur schwenkbaren Lagerung eines Bremspedals 10 und eines Kupplungspedals 11 aufnimmt. Der Pedalblock 1 selbst ist mit mehreren durch Durchgangsbohrungen 13 hindurchsteckbare Schrauben an einer nicht näher dargestellten Spritzwand eines Kraftfahrzeuges festlegbar. Pedalblock 1, Gehäusebodenteil 6 und Gehäuseglocke 5 sind als Kunststoffspritzteile ausgeführt, wobei der Pedalblock 1 und das Gehäusebodenteil 6 eines gemeinsame Baueinheit bilden.
Durch diese spezielle Ausgestaltung erfährt die gesamte Betätigungseinrichtung eine äußerste kompakte Bauform, die zu einer Längenverkürzung des Gesamtmoduls von Hauptbremszylindergruppe bis zum Bremspedal um ca. 15% oder absolut gesehen, von ungefähr 60 mm gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Betätigungseinrichtungen fuhrt. Zusätzlich zu der Ausgestaltung des Bremskraftverstärkergehäuses 5, 6 und des Pedalblockes 1 ist auch die zur Hauptbremszylindergruppe 3 gehörende Kolbeneinheit 14 als Kunststoffspritzteil ausgeführt, wobei das Kunststoffspritzteil der Kolbeneinheit 14 auch den
Vorratsbehälter 4 der Hauptbremszylinderbaugruppe 3 umfaßt. Innerhalb der Kolbeneinheit 14 ist in das Kunststoffspritzteil ein Hydraulikrohr 15 integriert, welches in einer innenliegenden Durchgangsbohrung 16 die Bremskolben 17, 18 zur hydraulischen Kraftbeaufschlagung der einzelnen Radbremsen aufnimmt. Die
Verbindung zwischen Hauptbremszylinderbaugruppe 3, Bremskraftverstarker 2 und dem schwenkbaren Bremspedal 10 erfolgt durch eine Druckstange 19 Die Druckstange 19 ist mit dem Bremspedal 10 durch einen Bolzen 20 verbunden, welcher in einem Langloch 21 des Bremspedals 10 verschieblich aufgenommen ist Diese spezielle Verbindung zwischen Druckstange 19 und Bremspedal 10 ermöglicht eine Geradführung 22 der Druckstange, was zu einer nochmaligen Reduzierung der Gesamtbaulange der Betätigungseinrichtung führt
Die Reduzierung der Baulange ermöglicht bei gleicher Gesamtbauraumnutzung die Verwendung eines Tandembremskraftverstarkers, wie in Figur 3 dargestellt, anstelle einer herkömmlichen einstufigen Variante, was wiederum die Unterstutzungskrafte beim Betatigen des Bremspedals heraufsetzt und die Bedienung der Bremsanlage für den Benutzer erleichtert
Aus Figur 1 ist daruberhinaus ersichtlich, daß am oberen Ende des Bremspedals 10, dem Lagerelement benachbart, ein fest mit dem Bremspedal 10 verbundenes Stiftelement 26 einstuckig an dem Bremspedal 10 angeformt ist Das Stiftelement 26 ist fingerförmig gestaltet und besitzt an seinem vorderen, freien, dem Bremspedal 10 abgewandten Ende mindestens eine Laufrolle 27, welche durch eine nicht naher dargestellte Druckfeder gegen eine Steuerkurve 28 am Pedalblock 1 gedruckt wird Eine Verschwenkung des Bremspedals 10 führt zu einem Abrollen der Laufrolle 27 auf der Steuerkurve 28 und daraus resultierend zu einem je nach Schwenkwinkel unterschiedlichen Ruckstellmoment und infolgedessen einem unterschiedlichen Betatigungsgefühl für das Bremspedal 10
Die Gestaltung der Steuerkurve 28 in Verbindung mit dem Abrolleffekt der Laufrolle 27 erlaubt eine konstruktive Anpassung der Bremspedalbetatigung und eine Optimierung des Betatigungsgefiihls
Aus der Figur 2 wird deutlich, daß das Kupplungspedal 11 und das Bremspedal 10 auf einer gemeinsamen Lagerachse 25 schwenkbar angeordnet sind, was gegenüber
herkömmlichen Einzellagerungen zu einer Reduzierung der Einzelteile sowie des Montageaufwandes beiträgt.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist am Pedalblock 1 mindestens ein Hall-Sensor oder induktiver Sensor 30 zur berührungslosen Signalaufnahme der Winkelstellung des Bremspedales angeordnet. Ein derartiger Sensor 30 kann selbstverständlich auch zur berührungslosen Datenübermittlung der momentanen Stellung eines Gaspedales 12 verwendet werden, wie dies ebenfalls in der Figur 2 verdeutlicht ist.
Die Übermittlung der aufgenommenen Signale erfolgt durch eine zentrale Steckerbaugruppe 31, die die Signale unter Zwischenschaltung einer
Auswertungsbaugruppe 32 an die Kraftfahrzeugelektronik übermittelt. Die Auswertungsbaugruppe 32 kann erfindungsgemäß in den Pedalblock integriert sein (siehe Figur 2) und die aufgenommenen Signale über einen CAN-BUS oder einen entsprechenden Prozessor für die Weiterverwertung innerhalb der Kraftfahrzeugelektronik umwandeln.
Die eingesetzten Hall-Sensoren oder induktiven Sensoren 30 sind erfindungsgemäß so ausgelegt, daß sie die üblicherweise im Stand der Technik verwendeten Schalter für Rücklicht, Shiftlock, einen evtl. vorhandenen Bremsassistenten und ähnliche ergänzende Sensor elemente ersetzen.
Die Herstellung des Bremskraftverstärkergehäuses aus Kunststoff ermöglicht es daruberhinaus, in die Gehäusewandung des Bremskraftverstärkergehäuses Versorgungsleitungen 33 für die Beaufschlagung des Bremskraftverstärkergehäuse- innenraumes mit Unterdruck oder Umgebungsdruck zu integrieren. In der Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante mit einem zweistufigen Bremskraftverstarker (Tandem BKV) dargestellt, bei der in das Gehäuse die
Versorgungsleitungen eingelassen sind. Diese Maßnahme führt insbesondere bei zweistufigen Bremskraftverstärkern zu einer weiteren Reduzierung des Montageaufwandes.
Aus den beigefügten Zeichnungen wird somit deutlich, daß die erfindungsgemaße Gestaltung eine kompakte Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges schafft, bei der gegenüber dem Stand der Technik die Zahl der verwendeten Einzelteile wesentlich reduziert ist und die eine Vormontage der gesamten Baueinheit inklusive der Endprüfung ermöglicht Die gesamte
Betätigungseinrichtung kann komplett an das Kraftfahrzeugendmontageband geliefert werden und wird nur mit Hilfe der durch die Bohrungen 13 hindurchgeführten Verschraubungen an der Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigt Darüber hinaus ist nur der Anschluß der Bremsleitungen an die Hauptbremszylinderbaugruppe 3 sowie das Aufstecken der Steckerbaugruppe 31 an eine korrespondierende Aufnahme auf Seiten der Karosserie notwendig
Die kompakte Bauweise erlaubt die Verwendung eines Tandembremskraftverstarkers überall dort, wo bislang aufgrund beschrankter Einbauverhaltnisse im Motorraum für einen derartigen zweistufigen Bremskraftverstarker kein Platz vorhanden war
Bezugszeichenliste:
1. Pedalblock
2. Bremskraftverstarker
3. Hauptbremszylindergruppe
4. Vorratsbehälter
4a. Vorratsbehälterboden
5. Gehäuseglocke
6. Gehäusebodenteil
7. Kolben
8. Halterung
9. Lagerelement
10. Bremspedal
11. Kupplungspedal
12. Gaspedal
13. Durchgangsbohrung
14. Kolbeneinheit
15. Hydraulikrohr
16. Durchgangsbohrung
17. Bremskolben
18. Bremskolben
19. Druckstange
20. Bolzen
21. Langloch
22. Geradführung
25. Lagerachse
26. Stiftelement
27. Laufrolle
28. Steuerkurve
30. Hall- Sensor
31. Steckerbaugruppe
32. Auswertungsbaugruppe
33. Versorgungsleitung