WO2002032738A1 - Betätigungseinrichtung für die bremsanlage eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Betätigungseinrichtung für die bremsanlage eines kraftfahrzeuges Download PDF

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WO2002032738A1
WO2002032738A1 PCT/DE2001/003927 DE0103927W WO0232738A1 WO 2002032738 A1 WO2002032738 A1 WO 2002032738A1 DE 0103927 W DE0103927 W DE 0103927W WO 0232738 A1 WO0232738 A1 WO 0232738A1
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WO
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brake
pedal
housing
actuating device
motor vehicle
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PCT/DE2001/003927
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Metin Ersoy
Waldemar Rogowski
Dieter GRÖGER
Original Assignee
ZF Lemförder Metallwaren AG
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    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/24—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being gaseous
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    • B60T13/52—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units
    • B60T13/567—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units characterised by constructional features of the casing or by its strengthening or mounting arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T13/52—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units
    • B60T13/565—Vacuum systems indirect, i.e. vacuum booster units characterised by being associated with master cylinders, e.g. integrally formed

Definitions

  • the invention relates to an actuating device for the brake system of a motor vehicle with a pedal block with the brake pedal pivotally attached to it, a brake booster with a two-part housing and an associated master cylinder assembly for the hydraulic application of force to the individual wheel brakes of the motor vehicle.
  • actuating devices are known in the prior art in different configurations and are used in principle in every motor vehicle.
  • the design of the individual components of the actuating device differs in terms of size and shape and in terms of additional attachments, but there are also fundamental similarities for the individual components. This is how the brake booster housing is made
  • the master brake cylinder assembly which consists of a master brake cylinder housing with internal components and a reservoir for the brake hydraulic fluid, is screwed onto the front side of the brake booster facing away from the pedal block.
  • the master brake cylinder housing is generally a machined cast metal component. Supplementary parts necessary for the operation of the entire actuating device - such as Limit switches, actuation cables, return springs or bearing components, for example - are individually mounted on the overall assembly.
  • GB 2235 026 A discloses an assembled module consisting of a brake booster and a brake pedal, the rear wall of the brake booster and the holding means for the brake pedal being molded in one piece from plastic.
  • the master brake cylinder is arranged on the brake booster, a push rod for actuating the brake system being secured to the brake pedal.
  • a clutch pedal and an accelerator pedal can also be secured to the mounting means.
  • GB 2235 263 A discloses an assembled module from a brake booster and a brake pedal, the rear wall of the brake booster and the holding means for the brake pedal being molded in one piece from plastic.
  • the master brake cylinder is arranged on the brake booster, a push rod for actuating the brake system being secured to the brake pedal.
  • the brake booster and brake pedal are assembled into a single unit before installation in the motor vehicle.
  • a clutch pedal and an accelerator pedal can also be secured to the holding means
  • DE 93 15 502 U1 discloses a pedal which is preferably combined for the actuation of a vehicle clutch with a piston which is displaceably guided in a master cylinder.
  • the pedal is pivotally mounted in a pedal block and with a Piston rod of the piston connected.
  • the master cylinder which is largely made of plastic, is pivotable, the piston rod and a housing guiding the piston rod having a pivotable mounting.
  • the technical problem of the present invention is therefore to design an actuating device for the brake system of a motor vehicle in such a way that both the production costs and the installation dimensions can be reduced.
  • an actuating device of the type according to the invention should enable a considerable reduction in the vertical range of manufacture in order to meet the requirements of modern motor vehicle production with regard to modular construction.
  • the actuating device according to the invention for the brake system of a motor vehicle has a pedal block with a brake pedal pivotally attached to it, a brake booster with a housing comprising a housing base part and a housing bell and a master brake cylinder assembly connected to this for hydraulic application of force to the individual wheel brakes of the motor vehicle.
  • the pedal block and the housing base are molded in one piece from plastic.
  • the bell housing and the master cylinder assembly having a reservoir with a reservoir bottom and a piston unit are formed as a one-piece plastic part, a hydraulic tube encased by the plastic part for accommodating the individual brake pistons being arranged within the piston unit.
  • the pedal block and the brake booster housing base part facing the pedal block are molded in one piece from plastic. Furthermore, the connected master cylinder assembly with the reservoir and the piston unit is integrated into the plastic part.
  • the combination of the brake booster housing with the pedal block offers decisive advantages over the prior art in several ways. On the one hand, due to the plastic material, components that are additionally required and their receptacles can be integrated into the pedal block brake booster housing module in a very simple manner, to a much greater extent than in the previously provided sheet metal construction.
  • both the part formed from the housing base part and the pedal block and the part formed from the housing bell and the master cylinder assembly are designed as a plastic injection molded part.
  • This design creates a completely preassembled assembly, which leads to a reduction in the number of individual parts, lower costs and, due to the high use of plastic material, to a substantial reduction in weight.
  • the entire assembly can be pre-assembled and tested independently of the vehicle, so that during the actual final assembly of the motor vehicle, the entire actuating device only has to be attached to the bulkhead of the associated motor vehicle and the brake lines have to be connected to the individual wheel brakes of the motor vehicle.
  • a hydraulic tube, encased in the plastic part, for accommodating the master brake cylinder pistons is arranged within the piston unit of the master brake cylinder assembly.
  • This structural design ensures reliable functioning of the master brake cylinder and a correspondingly long service life.
  • the plastic part is also designed as a plastic injection-molded part, then the injection of the hydraulic tube into the plastic part of the actuating device according to the invention means that it is very inexpensive to manufacture.
  • the design of the actuating device according to the invention can also be made even more cost-effective if a common bearing element for the storage of both the brake pedal and an additional clutch and / or Accelerator pedal. As a result of this measure, the individual bearings with their individual parts, which are customary in the prior art, and the costs necessary for the assembly of the individual pedals are eliminated.
  • the pedal block has non-contact sensors such as Hall sensors or inductive sensors for recording the angular position of the brake pedal and additional clutch or accelerator pedal, the signal being transmitted to downstream evaluation modules of a motor vehicle electronics by a central connector module.
  • non-contact sensors work without bounce and wear, are electronically adjustable and lead to a further functional integration of the entire actuation device, the final test of the entire module being further simplified.
  • the feeling of actuation for the pivoting of the individual pedals can be improved in that the pedal block has one or more control cams, on which one with the brake pedal and / or the clutch and
  • Accelerator pedal firmly connected spring-loaded roller rolls when the pedals are pivoted.
  • the manufacture of the brake booster housing from plastic also makes it possible to integrate supply lines for the application of negative pressure or ambient pressure to the interior of the brake booster housing in the housing wall of the brake booster housing. This measure leads to a further reduction in assembly work, particularly in the case of two-stage brake boosters (tandem BKV).
  • FIG. 1 shows a sectional side view of a first exemplary embodiment of the actuating device according to the invention for the brake system of a motor vehicle
  • Figure 2 is a plan view of the actuating device of Figure 1 from the side facing the passenger compartment and
  • Figure 3 shows a second embodiment of the subject of the invention in a side sectional view.
  • the actuating device for the brake system of a motor vehicle has a pedal block 1, a brake booster 2 and a master cylinder 3 provided with a reservoir 4.
  • Several brake lines for the hydraulic power application of the individual wheel brakes are connected to the master brake cylinder group, the individual illustration of which has been omitted in the drawings for reasons of clarity.
  • the brake booster 2 essentially consists of a bell housing 5 and a housing base part 6, which together in this exemplary embodiment delimit an interior space divided by a piston 7 into two partial regions.
  • a protruding bracket 8 is arranged, which receives a common bearing element 9 for the pivotable mounting of a brake pedal 10 and a clutch pedal 11.
  • the pedal block 1 itself can be fixed to a bulkhead of a motor vehicle, not shown, with a plurality of screws which can be inserted through through bores 13.
  • Pedal block 1, housing base part 6 and housing bell 5 are designed as plastic injection-molded parts, the pedal block 1 and the housing base part 6 forming a common structural unit.
  • the piston unit 14 belonging to the master brake cylinder group 3 is also designed together with the housing bell 5 as an integral plastic injection part, the plastic injection part of the piston unit 14 also comprising the reservoir 4 of the master brake cylinder unit 3.
  • a hydraulic tube 15 is integrated into the plastic injection part within the piston unit 14 and receives the brake pistons 17, 18 in an internal through bore 16 for the hydraulic application of force to the individual wheel brakes.
  • the connection between the master brake cylinder assembly 3, the brake booster 2 and the pivotable brake pedal 10 is made by a push rod 19.
  • the push rod 19 is connected to the brake pedal 10 by a bolt 20 which is slidably received in an elongated hole 21 of the brake pedal 10.
  • This special connection between the drain rod 19 and the brake pedal 10 enables a straight guide 22 of the drain rod, which leads to a further reduction in the overall length of the actuating device.
  • the reduction in the overall length enables the use of a tandem brake booster, as shown in FIG. 3, with the same overall space utilization; instead of a conventional single-stage variant, which in turn increases the support forces when the brake pedal is pressed and makes it easier for the user to operate the brake system.
  • a pin element 26 which is fixedly connected to the brake pedal 10 is integrally formed on the brake pedal 10.
  • the pin element 26 is finger-shaped and has at its front, free end facing away from the brake pedal 10 at least one roller 27, which is pressed by a drain spring, not shown, against a control curve 28 on the pedal block 1.
  • a pivoting of the brake pedal 10 leads to a rolling of the roller 27 on the control cam 28 and, as a result, to one depending on the pivoting angle different restoring torque and, consequently, a different actuation feeling for the brake pedal 10.
  • control curve 28 in connection with the rolling effect of the roller 27 allows a constructive adjustment of the brake pedal actuation and an optimization of the actuation feeling.
  • At least one Hall sensor or inductive sensor 30 for contactless signal recording of the angular position of the brake pedal is arranged on the pedal block 1.
  • Such a sensor 30 can of course also be used for contactless data transmission of the current position of an accelerator pedal 12, as is also illustrated in FIG. 2.
  • the signals received are transmitted by a central plug-in module 31, which transmits the signals to the motor vehicle electronics with the interposition of an evaluation module 32.
  • the evaluation module 32 can, according to the invention, be integrated in the pedal block (see FIG. 2) and convert the recorded signals via a CAN bus or a corresponding processor for further use within the motor vehicle electronics.
  • the Hall sensors or inductive sensors 30 used are designed according to the invention in such a way that they replace the switches for rear light, shift lock, any brake assist and any other complementary sensor elements that are usually used in the prior art.
  • the manufacture of the brake booster housing from plastic also makes it possible to integrate supply lines 33 into the housing wall of the brake booster housing for the interior of the brake booster housing to be subjected to negative pressure or ambient pressure.
  • FIG. 3 shows an embodiment variant according to the invention with a two-stage
  • Brake booster (tandem BKV) shown, in which the supply lines are embedded in the housing. This measure leads to a further reduction in assembly effort, particularly in the case of two-stage brake boosters.
  • the design according to the invention creates a compact actuating device for the brake system of a motor vehicle, in which the number of individual parts used is significantly reduced compared to the prior art and which enables the entire assembly including the final inspection to be preassembled.
  • the entire actuating device can be delivered completely to the motor vehicle final assembly line and is only fastened to the body of the motor vehicle with the aid of the screw connections passed through the bores 13.

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Abstract

Es wird eine Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Pedalblock (1) mit einem daran schwenkbar festgelegten Bremspedal (10), einem Bremskraftverstärker (2) mit einem ein Gehäusebodenteil (6) und eine Gehäuseglocke (5) aufweisenden Gehäuse und einer mit diesem verbundenen Hauptbremszylinderbaugruppe (3) zur hydraulischen Kraftbeaufschlagung der einzelnen Radbremsen des Kraftfahrzeuges vorgestellt. Dabei sind der Pedalblock (1) und das Gehäusebodenteil (6) einstückig aus Kunststoff geformt, wobei die Gehaüseglocke (5) und die einen Vorratsbehälter (4) mit Vorratsbehälterboden (4a) und eine Kolbeneinheit (14) aufweisende Hauptbremszylinderbaugruppe (3) als einstückiges Kunststoffteil geformt sind. Ferner ist innerhalb der Kolbeneinheit (14) ein von dem Kunststoffteil ummanteltes Hydraulikrohr (15) zur Aufnahme der einzelnen Bremskolben (17) angeordnet. Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung kann eine besonders kompakt aufgebaute Betätigungseinrichtung bereitgestellt werden, bei der eine Gewichtsreduzierung sowie eine Verringerung der verwendeten Einzelbauteile erreicht wird. Spezielle Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung erlauben darüber hinaus die Verwendung eines Tandembremskraftverstärkers anstelle eines bislang aus dem Stand der Technik bekannten Einfachbremskraftverstärkers.

Description

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 Bremskraftverstärker 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 Vorratsbehalter für die Bremshydraulikflüssigkeit besteht. Bei dem Hauptbremszylindergehäuse handeltes sich generell um ein spanend bearbeitetes Metallgußbauteil. Ergänzend für den Betrieb der gesamten Betätigungseinrichtung notwendige Anbauteile - wie beispielsweise Endschalter, Betätigungszüge, Rückholfedern 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, führen 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.
GB 2235 026 A offenbart ein zusammengebautes Modul aus einem Bremskraftverstärker und einem Bremspedal, wobei die Rückwand des Bremskraftverstärkers und die Halterungsmittel für das Bremspedal einstückig aus Kunststoff geformt sind. Der Hauptbremszylinder ist an dem Bremskraftverstärker angeordnet, wobei eine Druckstange zum Betätigen des Bremssystems an dem Bremspedal gesichert ist. Neben dem Bremspedal können auch ein Kupplungspedal und ein Gaspedal an den Halterungsmitteln gesichert sein.
GB 2235 263 A offenbart ein zusammengebautes Modul aus einem Bremskraftverstärker und einem Bremspedal, wobei die Rückwand des Bremskraftverstärkers und das Halterungsmittel für das Bremspedal einstückig aus Kunststoff geformt sind. Der Hauptbremszylinder ist an dem Bremskraftverstärker angeordnet, wobei eine Druckstange zum Betätigen des Bremssystems an dem Bremspedal gesichert ist. Der Bremskraftverstärker und das Bremspedal werden vor der Installation in das Kraftfahrzeug zu einer einzigen Einheit zusammengebaut. Neben dem Bremspedal können auch ein Kupplungspedal und ein Gaspedal an dem Halterungsmittel gesichert sein
DE 93 15 502 Ul offenbart ein Pedal, das vorzugsweise für die Betätigung einer Fahrzeugkupplung mit einem in einem Geberzylinder verschiebbar geführten Kolben kombiniert ist. Das Pedal ist in einem Pedalblock schwenkbar gelagert und mit einer Kolbenstange des Kolbens verbunden. Der weitestgehend aus Kunststoff gefertigte Geberzylinder ist schwenkbar, wobei die Kolbenstange und ein die Kolbenstange führendes Gehäuse eine schwenkbare Lagerung aufweisen.
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 erfindungsgemäßen Art eine erhebliche Reduzierung der Fertigungstiefe ermöglichen, um den Erfordernissen der modernen Kraftfahrzeugfertigung im Hinblick auf modularen Aufbau zu genügen.
Diese Problemstellung wird erfindungsgemäß durch eine Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beanspracht.
Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges weist einen Pedalblock mit einem daran schwenkbar festgelegtem Bremspedal, einen Bremskraftverstärker mit einem ein Gehäusebodenteil und eine Gehäuseglocke umfassenden Gehäuse und eine mit diesem verbundene Hauptbremszylinderbaugruppe zur hydraulischen Kraftbeaufschlagung der einzelnen Radbremsen des Kraftfahrzeuges auf. Dabei sind der Pedalblock und das Gehäusebodenteil einstückig aus Kunststoff geformt. Ferner sind die Gehäuseglocke und die einen Vorratsbehalter mit Vorratsbehälterboden und eine Kolbeneinheit aufweisende Hauptbremszylinderbaugruppe als einstückiges Kunststoffteil geformt, wobei innerhalb der Kolbeneinheit ein von dem Kunststoffteil ummanteltes Hydraulikrohr zur Aufnahme der einzelnen Bremskolben angeordnet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung sind der Pedalblock und das dem Pedalblock zugewandte Bremskraftverstärker-Gehäusebodenteil einstückig aus Kunststoff geformt. Ferner ist die angeschlossene Hauptbremszylinderbaugruppe mit dem Vorratsbehalter und der Kolbeneihheit in das Kunststoffteil integriert. Die Vereinigung des Bremskraftverstärkergehäuses 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-Bremskraftverstärkergehäusemodul integrieren. Es entsteht eine insgesamt äußerst kompakte Baueinheit, welche zusätzlich dadurch ergänzt werden kann, daß sowohl das aus dem Gehäusebodenteil und dem Pedalblock gebildete Teil als auch das aus der Gehäuseglocke und der Hauptbremszylinderbaugruppe gebildete Teil als Kunststoffspritzteil ausgebildet werden. Durch diese 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 fahrzeugunabhängig 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.
Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, daß erfindungsgemäß innerhalb der Kolbeneinheit der Hauptbremszylinderbaugruppe ein von dem Kunststoffteil ummanteltes Hydraulikrohr zur Aufnahme der Hauptbremszylinderkolben angeordnet ist. Diese bauliche Gestaltung stellt eine zuverlässige Funktion des Hauptbremszylinders sowie eine entsprechend lange Lebensdauer sicher. Ist das Kunststoffteil ferner als Kunststoffspritzteil ausgebildet, so bedeutet das Einspritzen des Hydraulikrohrs in das erfindungsgemäße Kunststoffteil der Betätigungseinrichtung eine sehr kostengünstige Herstellung. Die erfindungsgemäße Gestaltung der Betätigungseinrichtung läßt 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 berührungslose Sensoren wie beispielsweise Hall-Sensoren oder induktive Sensoren zur Signalaufnahme der Winkelstellung von Bremspedal und zusätzlichem 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 Verschwenkung 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 Verschwenkung 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 Bremskraftverstärker 2 sowie eine mit einem Vorratsbehalter 4 versehene Hauptbremszylindergrappe 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 Bremskraftverstärker 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 eine gemeinsame Baueinheit bilden.
Durch diese spezielle Ausgestaltung erfährt die gesamte Betätigungseinrichtung eine äußerste kompakte Bauform, die zu einer Längenverkürzung des Gesamtmoduls von Hauptbremszylindergrappe bis zum Bremspedal um ca. 15% oder absolut gesehen, von ungefähr 60 mm gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Betätigungseinrichtungen führt. Zusätzlich zu der Ausgestaltung des Bremskraftverstärkergehäuses 5, 6 und des Pedalblockes 1 ist auch die zur Hauptbremszylindergrappe 3 gehörende Kolbeneinheit 14 zusammen mit der Gehäuseglocke 5 als einstückiges Kunststoffspritzteil ausgeführt, wobei das Kunststoffspritzteil der Kolbeneinheit 14 auch den Vorratsbehalter 4 der Hauptbremszylinderbaugrappe 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 Hauptbremszylinderbaugrappe 3, Bremskraftverstärker 2 und dem schwenkbaren Bremspedal 10 erfolgt durch eine Drackstange 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 Drackstange 19 und Bremspedal 10 ermöglicht eine Geradführung 22 der Drackstange, was zu einer nochmaligen Reduzierung der Gesamtbaulänge der Betätigungseinrichtung führt.
Die Reduzierung der Baulänge ermöglicht bei gleicher Gesamtbauraumnutzung die Verwendung eines Tandembremskraftverstärkers, wie in Figur 3 dargestellt; anstelle einer herkömmlichen einstufigen Variante, was wiederum die Unterstützungskräfte beim Betätigen des Bremspedals heraufsetzt und die Bedienung der Bremsanlage für den Benutzer erleichtert.
Aus Figur 1 ist darüberhinaus ersichtlich, daß am oberen Ende des Bremspedals 10, dem Lagerelement benachbart, ein fest mit dem Bremspedal 10 verbundenes Stiftelement 26 einstückig an dem Bremspedal 10 angeformt ist. Das Stiftelement 26 ist fingerfbrmig gestaltet und besitzt an seinem vorderen, freien, dem Bremspedal 10 abgewandten Ende mindestens eine Laufrolle 27, welche durch eine nicht näher dargestellte Drackfeder gegen eine Steuerkurve 28 am Pedalblock 1 gedrückt 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 Rückstellmoment und infolgedessen einem unterschiedlichen Betätigungsgefühl für das Bremspedal 10.
Die Gestaltung der Steuerkurve 28 in Verbindung mit dem Abrolleffekt der Laufrolle 27 erlaubt eine konstruktive Anpassung der Bremspedalbetätigung und eine Optimierung des Betätigungsgefühls.
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 Signalaufhahme der Winkelstellung des Bremspedales angeordnet. Ein derartiger Sensor 30 kann selbstverständlich auch zur berübrungslosen 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 Auswertungsbaugrappe 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 Sensorelemente ersetzen. Die Herstellung des Bremskraftverstärkergehäuses aus Kunststoff ermöglicht es darüberbinaus, in die Gehäusewandung des Bremskraftverstärkergehäuses Versorgungsleitungen 33 für die Beaufschlagung des Bremskraftverstärkergehäuse- innenraumes mit Unterdrück oder Umgebungsdruck zu integrieren. In der Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante mit einem zweistufigen
Bremskraftverstärker (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 erfindungsgemäße 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 Kräftfahrzeugendmontageband 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 Hauptbremszylinderbaugrappe 3 sowie das Aufstecken der Steckerbaugrappe 31 an eine korrespondierende Aufnahme auf Seiten der Karosserie notwendig.
Die kompakte Bauweise erlaubt die Verwendung eines Tandembremskraftverstärkers überall dort, wo bislang aufgrund beschränkter Einbauverhältnisse im Motorraum für einen derartigen zweistufigen Bremskraftverstärker kein Platz vorhanden war. Bezugszeichenliste:
1. Pedalblock
2. Bremskraftverstärker
3. Hauptbremszylindergrappe
4. Vorratsbehalter
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. Drackstange
20. Bolzen
21. Langloch
22. Geradführung
25. Lagerachse
26. Stiftelement
27. Laufrolle
28. Steuerkurve
30. Hall-Sensor
31. Steckerbaugruppe
32. Auswertungsbaugrappe
33. Versorgungsleitung

Claims

Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges
Patentansprüche:
1. Betätigungseinrichtung für die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Pedalblock (1) mit daran schwenkbar festgelegtem Bremspedal (10), einem Bremskraftverstärker (2) mit einem ein Gehäusebodenteil (6) und eine Gehäuseglocke (5) aufweisenden Gehäuse und einer mit diesem verbundenen Hauptbremszylinderbaugrappe (3) zur hydraulischen Kraftbeaufschlagung der einzelnen Radbremsen des Kraftfahrzeuges, wobei der Pedalblock (1) und das Gehäusebodenteil (6) einstückig aus Kunststoff geformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseglocke (5) und die einen Vorratsbehalter (4) mit Vorratsbehälterboden (4a) und eine Kolbeneinheit (14) aufweisende Hauptbremszylinderbaugrappe (3) als einstückiges Kunststoffteil geformt sind, und daß innerhalb der Kolbeneinheit (14) ein von dem Kunststoffteil ummanteltes Hydraulikrohr (15) zur Aufnahme der einzelnen Bremskolben (17) angeordnet ist.
2. Betätigungseinrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Gehäusebodenteil (5) und dem Pedalblock (1) gebildete Teil und das aus der Gehäuseglocke (6) und der Hauptbremszylinderbaugrappe (3) gebildete Teil jeweils als Kunststoffspritzteil ausgebildet sind.
3. Betätigungseinrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalblock (1) ein gemeinsames Lagerelement (9) für die Lagerung des Bremspedals (10) und eines zusätzlichen Kupplungspedales (11) aufweist.
4. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalblock (1) berührungslose Sensoren, vorzugsweise Hall-Sensoren (30) zur Signalaufhahme der Winkelstellung des Bremspedales (10) und eines zusätzlichen Gaspedales (12) aufweist, wobei die Signalübermittlung an nachgeschaltete Auswertebaugrappen einer Kraftfahrzeugelektronik durch eine zentrale Steckerbaugrappe (31) erfolgt.
5. Betätigungseinrichtung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungsbaugrappe (32) einen CAN-BUS zur Datenwandlung aufweist und im Pedalblock (1) integriert ist.
6. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalblock (1) mindestens eine Steuerkurve (28) aufweist, auf der eine mit dem Bremspedal (10) fest verbundene federbelastete Laufrolle (27) bei Verschwenkung des Bremspedals (10) abrollt.
. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
Bremskraftverstärker (2) und Hauptbremszylinderbaugrappe (3) über eine gemeinsame Drackstange (19) betätigbar sind, wobei die Drackstange (19) im Pedalblock (1) durch eine Geradführang (22) gelagert und am Bremspedal ( 10) in einer Langlochbohrung (21) verschieblich aufgenommen ist.
8. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gehäusewandung des Bremskraftverstärkergehäuses (5,6) aus Kunststoff Versorgungsleitungen (33) für die Beaufschlagung des Bremskraftverstärkergehäuseinnenraumes mit Unterdruck oder Umgebungsdruck integriert sind
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