WO2009112147A1

WO2009112147A1 - Hauptzylinderanordnung mit bauraumreduzierung sowie kraftfahrzeugbremsanlage mit derartiger hauptbremszylinderanordnung

Info

Publication number: WO2009112147A1
Application number: PCT/EP2009/001193
Authority: WO
Inventors: Peter Schlüter
Original assignee: Lucas Automotive Gmbh; Schlüter, Frank; SCHLÜTER, Alexander; SCHLÜTER, Stefan; Gerdt, Irina; Matthei, Monika
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2009-09-17
Also published as: DE102008014429A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hauptbremszylinderanordnung (10) für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit zwei Kolbenanordnungen (22, 24), wobei eine erste Kolbenanordnung (22) in einer ersten Zylinderbohrung (14) entlang einer dieser zugeordneten Bohrungslängsachse verlagerbar aufgenommen ist und wobei eine zweite Kolbenanordnung (24) in einer zweiten Zylinderbohrung (16) entlang einer zweiten Bohrungslängsachse verlagerbar aufgenommen ist, einem Krafteingangskolben (38), der mit einem Bremspedal koppelbar oder gekoppelt ist, wobei nach Maßgabe einer Bewegung des Krafteingangskolbens (38) die erste Kolbenanordnung (22) verlagerbar ist, und einem mit dem Krafteingangskolben (38) gekoppelten Simulatorkolben (48), der in einer Simulatorkammer (50) zur Erzeugung einer Pedalgegenkraft verlagerbar ist, wobei die erste Kolbenanordnung (22) in der ersten Zylinderbohrung eine erste Druckkammer (64) und wobei die zweite Kolbenanordnung (24) in der zweiten Zylinderbohrung eine zweite Druckkammer (66) begrenzt, wobei die beiden Druckkammern (64, 66) mit der hydraulischen Bremsanlage fluidisch verbunden sind. Ferner ist vorgesehen, dass der Simulatorkolben (48) hohl ausgebildet ist, wobei eine Rückstellfeder (46) zum Zurückführen des Krafteingangskolbens (38) in eine Ausgangsstellung in der Simulatorkammer (50) und in einem hohlen Abschnitt des Simulatorkolbens (48) aufgenommen ist.

Description

Hauptzylinderanordnung mit Bauraumreduzierung sowie Kraftfahrzeugbremsanlage mit derartiger Hauptbremszylinderanordnung

5 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hauptbremszylinderanordnung für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit zwei Kolbenanordnungen, wobei eine erste Kolbenanordnung in einer ersten Zylinderbohrung entlang einer dieser zugeordneten Bohrungslängsachse verlagerbar aufgenommen ist und wobei eine zweite Kolbenanordnung in einer zweiten Zylinderbohrung entlang einer zweiten Bohrungslängsachse o verlagerbar aufgenommen ist, einem Krafteingangskolben, der mit einem Bremspedal koppelbar oder gekoppelt ist, wobei nach Maßgabe einer Bewegung des Krafteingangskolbens die erste Kolbenanordnung verlagerbar ist, und einem mit dem Krafteingangskolben gekoppelten Simulatorkolben, der in einer Simulatorkammer zur Erzeugung einer Pedalgegenkraft verlagerbar ist, wobei die erste Kolbenanordnung in

5 der ersten Zylinderbohrung eine erste Druckkammer und wobei die zweite Kolbenanordnung in der zweiten Zylinderbohrung eine zweite Druckkammer begrenzt, wobei die beiden Druckkammern mit der hydraulischen Bremsanlage fluidisch verbunden sind.

!o Das Dokument DE 37 15 209 Al zeigt eine Hauptbremszylinderanordnung ähnlich einer Tandem-Hauptbremszylinderanordnung ausgebildet jedoch platzsparender, da die beiden Kolbenanordnungen in den einander benachbarten Zylinderbohrungen wirken, die hydraulisch miteinander gekoppelt sind. Bei einer Bremsung wird über ein Bremspedal in den ersten Kolben eine Pedalbetätigungskraft eingekoppelt, über die i5 der Bremsdruck dann in der hydraulischen Bremsanlage erzeugt wird. Mit anderen Worten wird bei einem mit dieser Hauptbremszylinderanordnung ausgestatteten Bremssystem der zur Beaufschlagung der Radbremse am Fahrzeug notwendige hydraulische Bremsdruck allein mit der Hauptbremszylinderanordnung erzeugt.

lo Nachteilig wirkt sich bei einem derartigen direkt gekoppelten Bremssystem aus, dass der Fahrer durch seine Betätigungsaktion am Bremspedal in jedem Fall den hydraulischen Druck an den Radbremsen beeinflusst. Solange dies die Bremssituation unterstützt, ist dies unproblematisch. Sobald der Fahrer aber bezogen auf die tatsächliche Bremssituation falsch reagiert, indem er beispielsweise zu viel oder zu wenig Brems- i5 druck einsteuert, kann das Bremsverhalten, insbesondere der Bremsweg sowie die Spurtreue, des Fahrzeugs verschlechtert werden, was im schlimmsten Fall zu einem Unfall führen kann. Moderne Fahrzeugregelsysteme (ABS, ESP, TC etc.) sind heutzutage in der Lage, die optimale, notwendige Bremsleistung in den physikalischen Grenzen anhand des momentanen Fahrzustands des Fahrzeugs zu ermitteln und somit eine Bremsung zu optimieren. Basis hierfür ist allerdings, dass der oben genannte direkte Einfluss des

5 Fahrers auf den Bremsdruck verhindert wird. Ferner wird es inzwischen auch als unkomfortabel angesehen, dass der Fahrer am Bremspedal die Wirkung des Fahrzeugregelsystems spürt, wie beispielsweise bei Aktivierung des ABS ein wiederholtes Rütteln am Bremspedal. Darüber hinaus ist es heutzutage in der Regel üblich, die Bremskrafterzeugung zu unterstützen, beispielsweise durch einen Bremskraftverstär- o ker, oder ganz ohne Nutzung der Bremspedal betätig ungskraft vorzunehmen, beispielsweise mit einem Servodruckkreis.

Der zunehmende Einsatz elektronsicher Systeme macht es allerdings erforderlich, auch für den Fall eines teilweisen oder vollständigen Ausfalls der elektronischen 5 Systeme eine zuverlässige Bremswirkung zu gewährleisten. Hierfür sind entsprechende Vorkehrungen zu treffen.

Eine Hauptbremszylinderanordnung der eingangs bezeichneten Art ist aus dem Stand der Technik bekannt, so zeigt das Dokument DE 10 2005 037 792 B3 eine derartige o Anordnung, bei der zwei zueinander parallel in einem Gehäuse geführte Kolbenanordnungen zur Erzeugung eines Bremsdrucks genutzt werden. Eine andersartige Anordnung mit ebenfalls zwei zueinander parallel wirkenden Kolbenanordnungen ist aus dem Dokument DE 10 2006 009 960 Al bekannt.

5 Bei beiden Lösungen wird die Kolbenanordnung über ein Krafteingangsglied indirekt betätigt, wobei die Bewegung des Krafteingangsglieds erfasst und nach deren Maßgabe die Kolbenanordnungen über eine Servodruckansteuerung verlagert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass derartige Anordnung trotz ihrer bereits gegenüber früheren Anordnungen kompakteren Bauweise in verschiedenen Anwendungsfällen o immer noch zu viel Bauraum erfordern.

Es ist demgegenüber eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hauptbremszylinderanordnung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, die gegenüber den bekannten Lösungen weiter bauraumreduziert ist.

5

Diese Aufgabe wird durch eine Hauptbremszylinderanordnung der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei der vorgesehen ist, dass der Simulatorkolben hohl ausgebildet ist, wobei eine Rückstellfeder zum Zurückführen des Krafteingangskolbens in eine Ausgangsstellung in der Simulatorkammer und in einem hohlen Abschnitt des Simulatorkolbens aufgenommen ist.

5 Erfindungsgemäß wird die Rückstellfeder - anders als beim Stand der Technik - nicht in Serie zu der Hauptbremszylinderanordnung angeordnet, so dass sich dadurch der axiale Bauraum vergrößert. Stattdessen wird vielmehr die Rückstellfeder in die Simulatorkammer sowie in den Simulatorkolben integriert. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Simulatorkolben als Hohlkolben ausgebildet wird, so

LO dass er sich zumindest teilweise mit der Rückstellfeder überlappt. Da zur Betätigung der Hauptbremszylinderanordnung ohnehin eine Relatiwerlagerung zwischen einem Gehäuseteil und einem Kolben im Bereich der Simulatorkammer stattfinden muss, um eine Pedalgegenkraft zu erzeugen, kann der für die Bewegungen innerhalb der Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung erforderliche Bauraum zugleich zur Unter-

.5 bringung der Rückstellfeder genutzt werden, so dass kein zusätzlicher Bauraum hierfür außerhalb der Simulatorkammer vorgesehen werden muss. Dadurch kann die Baulänge in axialer Richtung gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduziert werden.

Ό Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Krafteingangskolben mit einem Krafteingangsglied gekoppelt ist und dichtend durch den Simulatorkolben hindurchgeführt ist. Wie bereits im vorstehend genannten Stand der Technik ausführlich beschrieben, ist es erforderlich, zur Erhöhung der Ausfallsicherheit auch eine rein mechanische Betätigung der Hauptbremszylinderanordnung zu

5 ermöglichen, für den Fall, dass die Servodruckansteuerung ausfällt. Zu diesem Zweck kann der mit dem Krafteingangsglied gekoppelte Krafteingangskolben dichtend durch den Simulatorkolben hindurchgeführt und auf die erste oder zweite Kolbenanordnung zu geführt werden. Dadurch wird eine rein mechanische Betätigung möglich, wie im Folgenden noch im Detail erläutert werden wird. o

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Krafteingangskolben mit einem Anschlagabschnitt versehen ist, der unter Vermittlung der Wirkung der Rückstellfeder eine Ausgangsstellung definiert. Aufgrund der Tatsache, dass nun die Rückstellfeder in der Simulatorkammer aufgenommen ist und über den Simulatorkolben auf den

5 Krafteingangskolben wirkt, ist es erforderlich, dem Krafteingangskolben eine vorbestimmte Ausgangslage zuzuweisen. Dies kann über den Anschlagabschnitt erreicht werden. So kann dieser Anschlagabschnitt mit einer korrespondierenden Anschlag- formation an einem Gehäuse der Hauptbremszylinderanordnung zusammenwirken. Dieser Anschlagabschnitt kann darüber hinaus an dem Krafteingangkolben integral angeformt oder durch ein nachträglich ausgebildetes Bauelement, wie beispielsweise eine Kopfschraube ausgebildet werden.

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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste und zweite Zylinderbohrung in ein und demselben Gehäuseteil angeordnet sind und im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Eine derartige Lösung ist aus dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik bekannt. So ist es möglich, dass die beiden Kolbenanordnungen in o gleicher Richtung betätigbar sind, wobei zwischen dem Krafteingangskolben und den Kolbenanordnungen ein in dem Gehäuse geführtes Übertragungsteil angeordnet ist. Das Übertragungsteil sorgt für eine synchrone Bewegung der beiden Kolbenanordnungen im Falle einer rein mechanischen Betätigung.

.5 Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die beiden Kolbenanordnungen in zueinander entgegengesetzter Richtung betätigbar sind, wobei zwischen der ersten Zylinderbohrung und der zweiten Zylinderbohrung ein Verbindungsschaltventil angeordnet ist, welches in einer ersten Schaltstellung die erste Zylinderbohrung mit der zweiten Zylinderbohrung fluidisch verbindet und in einen zweiten Schaltstellung die ersten

!o Zylinderbohrung von der zweiten Zylinderbohrung fluidisch trennt. Durch die Bereitstellung eines Verbindungsschaltventils ist es möglich, bei Ausfall der Fahrzeugelektronik die Hauptbremszylinderanordnung im Stile einer herkömmlichen Tandembremszylinderanordnung zu verwenden, wobei die Kolbenanordnungen nicht hintereinander sondern platzsparend nebeneinander angeordnet sind. Gemäß einer

!5 Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsschaltventil in einem Hydraulikblock integriert ist. Mit anderen Worten kann bei dieser Ausführungsvariante das Verbindungsschaltventil vollkommen von den Gehäuseteilen getrennt ausgebildet werden, wobei der Hydraulikblock beispielsweise Teil des ABS- Systems ist. Jedenfalls lässt sich mit der Anordnung mit Verbindungsschaltventil bei lo einem Ausfall der Elektronik eine Betriebsweise erreichen, bei der über die beiden Druckkammern diesen zugeordnete Radbremseinheiten unmittelbar hydraulisch angesteuert werden können. Bei einer ordnungsgemäßen Funktionsweise hingegen kann mittels des Verbindungsschaltventils in den Druckkammern vollkommen unabhängig voneinander Bremsdruck aufgebaut werden und so über die Druckkammern i5 gezielt in diesen zugeordneten einzelnen Radbremseinheiten, beispielsweise nach Maßgabe eines bestimmten Fahrzeugregelsystems (ABS, ESP, TC etc.), eine Bremswirkung aufgebaut werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die erste Zylinderbohrung und die zweite Zylinderbohrung in verschiedenen Gehäuseteilen angeordnet sind, die über eine flexible Fluidleitung miteinander verbunden sind. Vor allem diese Ausführungsvariante bietet weitere Optionen hinsichtlich einer raumspa-

5 renden Anordnung der Hauptbremszylinderanordnung, da bei dieser Ausführungsvariante die beiden Zylinderbohrungen nicht mehr zueinander parallel angeordnet werden müssen. Aufgrund der Ausbildung der beiden Zylinderbohrungen in verschiedenen Gehäuseteilen lassen sich diese nahezu beliebig zueinander ausrichten. Die Kopplung kann über die flexible Fluidleitung unter Zwischenschaltung eines Verbin-

LO dungsschaltventils erfolgen, wie im vorstehenden Absatz beschrieben.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jede Kolbenanordnung einen Druckkolben und einen Stützkolben aufweist, wobei zwischen dem jeweiligen Druckkolben und dem jeweiligen Stützkolben eine Servokammer eingeschlossen ist, die von einer

15 Druckkquelle mit einem Druckfluid beschickbar ist. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass bei Beschickung der der ersten Kolbenanordnung zugeordneten Servokammer mit Druckfluid der erste Druckkolben zur bremswirksamen Erhöhung des Fluiddrucks in der ersten Druckkammer verlagerbar ist. Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass bei Beschickung der der zweiten Kolbenan-

•o Ordnung zugeordneten Servokammer mit Druckfluid der zweite Druckkolben zur bremswirksamen Erhöhung des Fluiddrucks in der zweiten Druckkammer verlagerbar ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Krafteingangskolben mit einem •5 Kontaktstößel ausgebildet ist, der in einer zur Aufnahmebohrung fluchtenden zylindrischen Verbindungsbohrung aufgenommen ist und in Folge einer Verlagerung des Krafteingangskolbens nach Überwindung eines Spiels mit der ersten Kolbenanordnung oder/und dem Übertragungsteil mechanisch koppelbar ist. In diesem Zusammenhang kann unter Bezugnahme auf den vorstehend erwähnten Anschlagabschnitt !o ferner vorgesehen sein, dass der Anschlag an dem Kontaktstößel angeordnet ist.

Ferner sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Spiel derart bemessen ist, dass eine Pedalbetätigung zum regenerativen Bremsen bei einem Hybridfahrzeug ohne mechanische Kopplung von Krafteingangskolben und erster Kolbenanordnung i5 erfolgt. Die Erfindung betrifft ferner eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer Hauptbremszylinderanordnung der vorstehend beschriebenen Art.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläu- 5 tert. Es stellen dar:

Fig.1 eine achsenthaltende Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

o Fig.2 eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs III aus Fig.2;

Fig.3 eine achsenthaltende Schnittansicht einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung;

5 Fig.4 eine schematische Übersichtsdarstellung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsanlage mit der zweiten Ausführungsvariante der Erfindung;

Fig.5 eine achsenthaltende Schnittansicht einer dritten Ausführungsvariante der

Erfindung; o

Fig.6 eine vergrößerte Detailansicht des Bildausschnitts VI aus Fig.5.

In Fig.l ist eine erfindungsgemäße Hauptbremszylinderanordnung allgemein mit 10 bezeichnet. Diese umfasst ein Gehäuse 12, das in Fig.l einen oberen Abschnitt und

5 einen unteren Abschnitt aufweist. In dem oberen Abschnitt des Gehäuses 12 ist eine erste Zylinderbohrung 14 eingebracht. In den unteren Teil des Gehäuses 12 ist eine zweite Zylinderbohrung 16 eingebracht. Ferner ist in dem unteren Gehäusebereich ein Verbindungsschaltventil 18 dichtend in die zweite Zylinderbohrung 16 eingebracht. o

In die beiden Zylinderbohrungen 14 und 16 sind eine erste Kolbenanordnung 22 und eine zweite Kolbenanordnung 24 eingesetzt. Die erste Kolbenanordnung 22 umfasst einen Druckkolben 26 und einen Stützkolben 28. Ebenso umfasst die zweite Kolbenanordnung 24 einen Druckkolben 30 und einen Stützkolben 32. Die beiden Kolben-

5 anordnungen 22 und 24 sind über Rückstellfedern 34 und 36 in die in Fig.l gezeigte Ruhestellung vorgespannt. Ferner umfasst die Hauptbremszylinderanordnung 10 gemäß Fig.l einen Krafteingangskolben 38, der mit seinem in Fig.l rechten abgeschnittenen Ende mit einem nicht gezeigten Bremspedal gekoppelt ist. Der Krafteingangskolben 38 ist in einer Aufnahmebohrung 40 in dem Gehäuse 12 geführt. Er weist einen Kontaktstößel 42

5 auf, der in einer zur Aufnahmebohrung 40 fluchtenden Verbindungsbohrung 44 ebenfalls geführt ist. Die Aufnahmebohrung 40 definiert zusammen mit einem in dieser aufgenommenen Simulatorkolben 48 eine Simulatorkammer 50. Auch der Krafteingangskolben 38 ist über eine Rückstellfeder 46 in die in Fig.l gezeigte Stellung vorgespannt, wobei die Rückstellfeder 46 in der Simulatorkammer 50 aufge- o nommen ist. Der Kontaktstößel 42 ist über einen Gewindeabschnitt 52 mit dem Krafteingangskolben 38 fest verschraubt. Der Kontaktstößel 42 ist somit mit einem dichtend geführten Schaft ausgebildet und weist an seinem in Figur 1 linken Ende einen Anschlagabschnitt 54 auf. Mit diesem Anschlagabschnitt 54 ist der Kontaktstößel 42 unter der Wirkung der Rückstellfeder 46 gegen einen gehäusefesten Kragen

5 56 in die in Figur 1 gezeigte Ausgangsstellung vorgespannt, wobei der Schaft in diesem Kragen 56 dichtend geführt ist.

Auch der Simulatorkolben 48 weist einen nach radial einwärts vorspringenden Kragen 58 auf. An diesem liegt ein Anlageabschnitt 60 des Krafteingangskolbens 38 an. Es o bleibt nachzutragen, dass der Krafteingangskolben 38 kraftübertragend mit einem Krafteingangsglied 62 gekoppelt ist. Das Krafteingangsglied 62 ist in nicht gezeigter Weise mit einem Bremspedal verbunden.

Es ist darauf hinzuweisen, dass sowohl die erste Kolbenanordnung 22 als auch die 5 zweite Kolbenanordnung 24 sowie der Krafteingangskolben 38 und der Kontaktstößel 42 allesamt Ringdichtungsanordnungen aufweisen beziehungsweise in solchen aufgenommen sind, so dass sie in der ersten Zylinderbohrung 14 bzw. der zweiten Zylinderbohrung 16 bzw. der Aufnahmebohrung 40 bzw. der Verbindungsbohrung 44 fluiddicht geführt sind, o

In der in Fig.l gezeigten Anordnung wird von dem Druckkolben 26 und dem Gehäuse 12 eine erste Druckkammer 64 eingeschlossen. Ferner wird von dem Druckkolben 30 und dem Gehäuse 12 eine zweite Druckkammer 66 eingeschlossen. Zwischen dem Druckkolben 26 und dem Stützkolben 28, das heißt zwischen deren hydraulisch 5 wirksamen Flächen, ist eine erste Servokammer 68 ausgebildet. Ebenso ist zwischen dem Druckkolben 30 und dem Stützkolben 32, das heißt zwischen deren hydraulisch wirksamen Flächen, eine zweite Servokammer 70 ausgebildet. Die erste Servokam- mer 68 lässt sich über eine nicht gezeigte Beschickungsöffnung mit Hydraulikfluid beschicken. Darauf wird im Folgenden noch detaillierter eingegangen. Ebenso lässt sich die zweite Servokammer 70 über eine nicht gezeigte Beschickungsöffnung in entsprechender Weise mit Hydraulikfluid beschicken. Aus der ersten Druckkammer

5 64 läßt sich über eine Druckfluid-Abführöffnung 72 Druckfluid abführen. Diese

Druckfluid-Abführöffnung 72 ist mit dem Verbindungsschaltventil 18 gekoppelt. Das Verbindungsschaltventil 18 lässt sich in zwei Schaltstellungen schalten, nämlich in eine Ruhestellung, in der eine fluidische Verbindung zwischen der Druckkammer 64 über die Abführöffnung 72 zu einem hydraulischen Bremskreis, sowie eine weitere

Lo Verbindung in den Innenraum der zweiten Zylinderbohrung 16 möglich ist. In der zweiten Schaltstellung, die nur durch aktive Ansteuerung des elektromagnetischen Verbindungsschaltventils 18 erreicht werden kann, liegt lediglich eine fluidische Verbindung der Druckkammer 64 mit dem hydraulischen Bremskreis vor, wobei eine Verbindung zu dem Innenraum der zweiten Zylinderbohrung 16 unterbrochen ist.

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Auch die zweite Druckkammer 66 weist eine nicht gezeigte Abführöffnung auf, über die Druckfluid in den Hydraulikkreis der Kraftfahrzeugbremsanlage abgeführt werden kann.

!o Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Figur 2 im Detail auf die Unterbringung der Rückstellfeder 46 innerhalb der Simulatorkammer 50 eingegangen.

Die Rückstellfeder 46, die für eine Bewegung der Komponenten in die in Figur 1 gezeigte Ausgangsstellung bei Freigabe des Bremspedals sorgen soll, stützt sich mit i5 ihrem linken Ende an dem gehäusefesten Kragen 56 ab. Mit ihrem rechten Ende stützt sich die vorgespannte Rückstellfeder 46 an dem Kragen 58 des Simulatorkolbens 48 ab. Der Simulatorkolben 48 ist als Hohlkolben ausgebildet, so dass er gut ein Drittel der Rückstellfeder 46 in ihrem weitestmöglich entspannten Zustand gemäß Figur 1 aufnimmt. Der Krafteingangskolben 38 ist dichtend in dem Simulatorkolben o 48 aufgenommen, und nimmt diesen bei einer Betätigung über das Krafteingangsglied 62 aufgrund der gegenseitigen Anlage der Kragen 58 und 60 in axialer Richtung mit. Durch diese Anordnung der Rückstellfeder 46 in der Simulatorkammer 50 sowie teilweise innerhalb des Hohlraums des Simulatorkolbens 48 lässt sich die Rückstellfeder 46 raumsparend in der Hauptbremszylinderanordnung 10 gemäß der ersten

5 Ausführungsform unterbringen.

Im Normalbetrieb funktioniert die Bremsanlage wie folgt: Bei einer Betätigung übt der Fahrer über ein nicht gezeigtes Bremspedal eine Pedalbetätigungskraft Fp auf das Bremspedal aus und bewegt somit das Krafteingangsglied 62 und mit diesem den Krafteingangskolben 38 in Fig.l nach links. Dadurch erhöht sich der Druck in der Pedalgegenkraft-Druckkammer 50, was beispielsweise über einen Drucksensor erfasst wird. Die Pedalbetätigung kann ferner über einen nicht gezeigten Pedalbetätigungs-Sensor erfasst werden. Dabei wird die Rückstellfeder 46 komprimiert. Eine nicht gezeigte elektronische Steuereinrichtung erfasst in der Folge den Fahrerwunsch für einen Bremsvorgang und steuert einen Servodruckkreis die derart an, dass von dessen Druckquelle Druckfluid in die Servodruckkammern 68 und 70 eingespeist wird. Dementsprechend steigt in den Servokammern 68 und 70 der Fluiddruck an, so dass der Druckkolben 26 in Fig.l nach links gegen die Wirkung der Rückstellfeder 34 gedrückt wird. Eine vergleichbare Funktionsweise ergibt sich in der zweiten Zylinderbohrung 16. Die elektronische Steuereinheit schaltet zunächst das Verbindungsschaltventil 18 in die in Fig.l nicht aktiv gezeigte Stellung, so dass keine Verbindung der ersten Druckkammer 46 mit der zweiten Zylinderbohrung 16 gegeben ist. Durch die Beschickung der zweiten Servokammer 70 mit Druckfluid wird wiederum der zweite Druckkolben 30 in Fig.l nach rechts gegen die Wirkung der Rückstellfeder 36 verlagert, wobei der Stützkolben 32 in seiner in Fig.l gezeigten Position verharrt.

Aufgrund der Verlagerung der Druckkolben 26 und 30 gegen die Wirkung der Rückstellfedern 34 und 36 kommt es zu einem Druckanstieg in den Druckkammern 64 und 48. Entsprechend wird Druckfluid bremswirksam einzelnen Radbremseinheiten zugeleitet. Ferner wird aus der zweiten Druckkammer 66 Bremsfluid bremswirksam an einzelner Radbremseinheiten geleitet.

Wie in Fig.l gezeigt, befindet sich der Anschlagabschnitt 54 des Kontaktstößels 42 nicht in Anlage mit dem Stützkolben 28 sondern ist vielmehr in einem Abstand s zu diesem angeordnet. Eine Betätigung des Bremspedals bleibt somit mechanisch für die Kolbenanordnung 22 wirkungslos, das heißt das Bremspedal ist an sich von den Kolbenanordnungen 22 und 24 mechanisch entkoppelt. Um dennoch dem Fahrer eine gewohnte Pedalgegenkraft vermitteln zu können, wird über die Pedalgegenkraft- Simulationseinrichtung eine Pedalgegenkraft simuliert, das heißt es wird ein Hydraulikgegendruck aufgebaut, der in der Pedalgegenkraft-Druckkammer 50 der Bewegung des Eingangskolbens 38 entgegenwirkt. Bei der vorstehend geschilderten ordnungsgemäßen Funktionsweise wird also nach Maßgabe der erfassten Pedalbetätigung ein Hydraulikdruck in der Bremsanlage erzeugt, mit dem unmittelbar die Radbremseinheiten angesteuert werden. Auf diese Weise ist es möglich, im Normalbetrieb der Bremsanlage entkoppelt vom Bremspedal 5 Bremsvorgänge durchzuführen, um so beispielsweise Radbremseinheiten unterschiedlich anzusteuern, wie es Fahrzeugregelsysteme (beispielsweise ABS, ESP, TC ect.) erfordern.

Ferner eignet sich eine derartige Fahrzeugbremsanlage dafür, in Hybridfahrzeugen o eingesetzt zu werden, die neben einem herkömmlichen Verbrennungsmotor auch noch einen Elektromotor aufweisen, der bei Bremsvorgängen als Generator genutzt werden kann. In solchen Fällen ist es erforderlich, die Bremswirkung des als Generator genutzten Elektromotors zu berücksichtigen. Dies bedeutet, dass bei Erfassung eines Fahrerbremswunsches zunächst die einzelnen Radbremseinheiten nicht hydrau-

5 lisch angesteuert werden, sondern die gesamte Verzögerung mittels des Generators bewirkt wird. Sollte diese Verzögerung nicht mehr ausreichen, um dem Fahrerwunsch nachzukommen, der sich anhand der Pedalbetätigung feststellen lässt, so werden zusätzlich zu der Generatorbremswirkung auch noch die einzelnen Radbremseinheiten angesteuert. Um eine derartige Funktionsweise gewährleisten zu können, bleibt o also zunächst die Fahrzeugbremsanlage bremsunwirksam, wobei sich der Krafteingangskolben 38 in Fig.l nach links bewegt und in der Pedalgegenkraft-Druckkammer 50 über die Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung eine Pedalgegenkraft simuliert wird. Dies bedeutet aber auch, dass der Kontaktstößel 42 aufgrund der Pedalbetätigung weiter in die Verbindungsbohrung 44 eintaucht und dabei einen Teil des Spiels

5 s aufbraucht. Dieses Spiel s ist aber derart groß bemessen, dass ein mechanischer Kontakt zwischen dem Anschlagabschnitt 54 des Kontaktstößels 42 und dem Stützkolben 28 solange nicht stattfindet, wie ein rein regeneratives Bremsen der gewünschten Fahrzeugverzögerung genügt. Ist die Bremspedalauslenkung allerdings derart groß, dass das Spiel s droht, aufgebraucht zu werden, dann bedeutet dies, o dass auch der Bremswunsch des Fahrers eine Verzögerung erfordert, die über die allein durch das regenerative Verzögern mit dem Generator erreichte Bremswirkung hinausgeht. In der Folge müssen die einzelnen Radbremseinheiten in der vorstehend beschriebenen Weise - jedoch eben zeitlich verzögert - aktiviert werden.

5 In einer Notbetriebssituation, in der beispielsweise die Druckquelle der Servokraftun- terstützung oder die elektronische Steuereinheit teilweise bzw. ganz ausfällt, ist die vorstehend beschriebene Servowirkung nicht mehr gewährleistet. In einer solchen Notbetriebssituation, ist dennoch eine hinreichende Bremswirkung zu garantieren. Dies kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, dass das Spiel s infolge einer Bremspedalbetätigung überwunden wird und sich der Anschlagabschnitt 54 des Kontaktstößels 42 an dem Stützkolben 28 anlegt. Sodann kann eine rein mechanische 5 Betätigung erfolgen.

Dies bedeutet, dass aufgrund der vorstehenden Wirkung bei einem Ausfall der Fahrzeugelektronik auch eine rein mechanische Bremsung vollzogen werden kann und dem Fahrer eine hinreichende Bremswirkung zum Abbremsen des Fahrzeugs bietet.O

Figur 3 zeigt nun eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung. Zur Beschreibung dieser zweiten Ausführungsvariante werden für gleichwirkende oder gleichartige Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet, wie bei der ersten Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2, jedoch vermehrt um die Zahl „100". 5

Die zweite Ausführungsvariante gemäß Figur 3 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2 darin, dass das Gehäuse zweigeteilt ist und die beiden Kolbenanordnungen 122 und 124 in separaten Gehäuseteilen 112 und 113 aufgenommen sind. Die Verbindung der beiden Gehäuseteile 112 und 113 er-o folgt über eine flexible Fluidleitung 174. Durch diese Aufteilung in die beiden Gehäuseteile 112 und 113 und Verbindung über die flexible Fluidleitung 172 ergeben sich vielfältige Möglichkeiten zur Anordnung der beiden Teilkomponenten der Hauptbremszylinderanordnung 110 gemäß der zweiten Ausführungsform. So lassen sich die beiden Gehäuseteile 112 und 113 an vollkommen verschiedenen Orten innerhalb

5 des Kraftfahrzeugs anordnen, beispielsweise das Gehäuseteil 112 in einem pedalnahen Bereich zur Betätigung, hingegen das Gehäuseteil 113 entfernt hiervon an einer Stelle, wo ausreichend Bauraum zur Verfügung steht. Dadurch ergibt sich eine deutlich flexiblere Raumeinteilung gegenüber herkömmlichen Systemen.

o Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig.3 anhand von Fig.4 weiter der Aufbau der Fahrzeugbremsanlage am Beispiel der zweiten Ausführungsform geschildert. Man erkennt, dass die in Fig.3 vergrößert dargestellte und mit Bezug darauf ausführlich beschriebene Hauptbremszylinderanordnung 110 in die in Fig.4 dargestellte Fahrzeugbremsanlage 175 integriert ist. Diese umfasst ein Fluidreservoir 176, das über

5 Fluidleitungen mit den Füllöffnungen der Hauptbremszylinderanordnung 10 verbunden ist. Ferner erkennt man in Fig.4 vier Radbremseinheiten, nämlich die Radbremseinheit 178 für das rechte Vorderrad, die Radbremseinheit 180 für das linke Vorderrad, die Radbremseinheit 182 für das rechte Hinterrad und die Radbremseinheit 184 für das linke Hinterrad. Die Radbremseinheiten werden in üblicher Weise über das Hydraulik-

5 System der Fahrzeugbremsanlage 175 beschickt. Man erkennt aber in Figur 4, dass das Gehäuseteil 113 mit seiner darin angeordneten Kolbenanordnung über die Fluid- leitung 174 und ein zusätzlich ansteuerbares Verbindungsschaltventil 118 entfernt von dem ersten Gehäuseteil 112 mit seiner darin angeordneten Kolbenanordnung angeordnet ist. das Verbindungsschaltventil 118 ist in den mit Strichlinien angedeute-

LO ten Hydraulikblock der Bremsanlage integriert. Aufgrund der Trennung der beiden Gehäuseteile 112 und 113 und Verbindung über die Fluidleitung 174 ergibt sich die vorstehend angesprochene Flexibilität hinsichtlich der Anordnung der Komponenten. Die übrigen Komponenten des Hydraulikreises der Bremsanlage 175 sind an sich bekannt. Zu deren Erläuterung wird auf den Stand der Technik gemäß DE 10 2006

L5 009 960 B3 verwiesen.

Figuren 5 und 6 zeigen schließlich eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Zur Beschreibung dieser dritten Ausführungsvariante werden für gleichwirkende oder gleichartige Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet, wie bei der ersten !o Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2, jedoch vermehrt um die Zahl „200".

Diese dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2 darin, dass die beiden Kolbenanordnungen 222 und 224 in parallel zueinander verlaufenden Bohrungen angeordnet sind und in gleicher Richtung, das

•5 heißt in Figur 5 nach links, verlagerbar sind. Ferner erkennt man ein Übertragungsteil 290, das in dem Gehäuse 212 verlagerbar geführt ist. Über dieses Übertragungsteil 290 lässt sich gewährleisten, dass die beiden Kolbenanordnungen 222 und 224 im Notbetriebsfall über den Kontaktstößel 242 synchron betätigt werden, wobei eventuell auftretende Querkräfte ausgeglichen werden. Zu dieser Konstruktion wird im lo Einzelnen auf das Dokument DE 10 2005 037 792 B3 verwiesen. Wiederum ist jedoch in Figur 5 die erfindungsgemäße vorteilhafte Integration der Rückstellfeder 246 in der Simulatorkammer 250 gezeigt.

Ferner ist zu dieser Ausführungsform anzumerken, dass der Kontaktstößel 242 i5 schaftartig ausgebildet und integral an dem Krafteingangskolben 238 angeformt ist. Der Anschlagabschnitt 254 ist hingegen als Kopfschraube ausgebildet, die in das freie Ende des Kontaktstößels 242 eingeschraubt ist und den Anschlag gegenüber dem Kragen 256 bildet.

Claims

Patentansprüche

1. Hauptbremszylinderanordnung (10) für eine hydraulische Kraftfahrzeugbrems- 5 anläge mit zwei Kolbenanordnungen (22, 24), wobei eine erste Kolbenanordnung (22) in einer ersten Zylinderbohrung (14) entlang einer dieser zugeordneten Bohrungslängsachse verlagerbar aufgenommen ist und wobei eine zweite Kolbenanordnung (24) in einer zweiten Zylinderbohrung (16) entlang einer zweiten Lo Bohrungslängsachse verlagerbar aufgenommen ist, einem Krafteingangskolben (38), der mit einem Bremspedal koppelbar oder gekoppelt ist, wobei nach Maßgabe einer Bewegung des Krafteingangskolbens (38) die erste Kolbenanordnung (22) verlagerbar ist, und einem mit dem Krafteingangskolben (38) gekoppelten Simulatorkolben (48), L5 der in einer Simulatorkammer (50) zur Erzeugung einer Pedalgegenkraft verlagerbar ist, wobei die erste Kolbenanordnung (22) in der ersten Zylinderbohrung eine erste Druckkammer (64) und wobei die zweite Kolbenanordnung (24) in der zweiten Zylinderbohrung eine zweite Druckkammer (66) begrenzt, wobei die beiden Druckkam- >o mern (64, 66) mit der hydraulischen Bremsanlage fluidisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Simulatorkolben (48) hohl ausgebildet ist, wobei eine Rückstellfeder (46) zum Zurückführen des Krafteingangskolbens (38) in eine Ausgangsstellung in der Simulatorkammer (50) und in einem hohlen Abschnitt des Simulatorkolbens (48) aufgenommen ist.

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2. Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Krafteingangskolben (38) mit einem Krafteingangsglied (62) gekoppelt ist und dichtend durch den Simulatorkolben (48) hindurchgeführt ist. so

3. Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Krafteingangskolben (38) mit einem Anschlagabschnitt (60) versehen ist, der unter Vermittlung der Wirkung der Rückstellfeder (46) eine Ausgangsstellung definiert.

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4. Hauptbremszylinderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Zylinderbohrung (14, 16) in ein und demselben Gehäuseteil (12) angeordnet sind und im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

5 5. Hauptbremszylinderanordnung (210) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolbenanordnungen (222, 224) in gleicher Richtung betätigbar sind, wobei zwischen dem Krafteingangskolben (238) und den Kolbenanordnungen (222, 224) ein in dem Gehäuse (212) geführtes Übertragungsteil (290) angeordnet ist.

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6. Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolbenanordnungen (22, 24) in zueinander entgegengesetzter Richtung betätigbar sind, wobei zwischen der ersten Zylinderbohrung (14) und der zweiten Zylinderbohrung (16) ein Verbindungsschaltventil (18) .5 angeordnet ist, welches in einer ersten Schaltstellung die erste Zylinderbohrung (14) mit der zweiten Zylinderbohrung (16) fluidisch verbindet und in einen zweiten Schaltstellung die ersten Zylinderbohrung (14) von der zweiten Zylinderbohrung (16) fluidisch trennt.

!o 7. Hauptbremszylinderanordnung (210) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsschaltventil (218) in einem Hydraulikblock integriert ist.

8. Hauptbremszylinderanordnung (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, i5 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zylinderbohrung (114) und die zweite Zylinderbohrung (116) in verschiedenen Gehäuseteilen (112, 113) angeordnet sind, die über eine flexible Fluidleitung (174) miteinander verbunden sind.

9. Hauptbremszylinderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprü- o che, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kolbenanordnung (22, 24) einen Druckkolben (26, 30) und einen Stützkolben (28, 32) aufweist, wobei zwischen dem jeweiligen Druckkolben (26, 30) und dem jeweiligen Stützkolben (28, 32) eine Servokammer (68, 70) eingeschlossen ist, die von einer Druckkquelle mit einem Druckfluid be- 5 schickbar ist.

10. Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Beschickung der der ersten Kolbenanordnung (22) zugeordneten Servokammer (68) mit Druckfluid der erste Druckkolben (26) zur bremswirksamen Erhöhung des Fluiddrucks in der ersten Druckkammer (46) verlagerbar ist.

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11. Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Beschickung der der zweiten Kolbenanordnung (24) zugeordneten Servokammer (70) mit Druckfluid der zweite Druckkolben (30) zur bremswirksamen Erhöhung des Fluiddrucks in der zweiten Druckkammer (48) verla- Lo gerbar ist.

12. Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Krafteingangskolben (38) mit einem Kontaktstößel (42) ausgebildet ist, der in einer zur Aufnahmebohrung (40) fluchtenden zylindri- L5 sehen Verbindungsbohrung (44) aufgenommen ist und in Folge einer Verlagerung des Krafteingangskolbens (38) nach Überwindung eines Spiels (s) mit der ersten Kolbenanordnung (22) oder/und dem Übertragungsteil (290) mechanisch koppelbar ist.

•0 13. Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 3 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagabschnitt (54) an dem Kontaktstößel (42) angeordnet ist.

14. Hauptbremszylinderanordnung (10) nach einem der Ansprüche 12 oder 13,

!5 dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel (s) derart bemessen ist, dass eine Pedalbetätigung zum regenerativen Bremsen bei einem Hybridfahrzeug ohne mechanische Kopplung von Krafteingangskolben (38) und erster Kolbenanordnung (22) erfolgt.

15. Kraftfahrzeugbremsanlage (100) mit io einer Hauptbremszylinderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.