Elektrohydraulische Servobremse Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrohydraulische Servobremse, die einen

Hauptbremszylinder, der von der vom Hilfskolben mittels der Reaktionsscheibe betätigten Schubstange gesteuert wird, wobei der Hilfskolben selbst von einem Tauchkolben durchquert wird, der auf einen Teil der Reaktionsscheibe drückt, indem er mit der Steuerstange verbunden ist, die selbst mit dem Bremspedal verbunden ist, und einen Detektor aufweist, der die Bewegung der Steuerstange erfasst, um den Elektromotor der Servobremse zu betätigen, der den Hilfskolben antreibt.

Stand der Technik

Eine solche elektrohydraulische Servobremse ist gemäß dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Bei einer solchen Servobremse schickt aber bei der Betätigung des ABS-Systems die Modulation eine bestimmte Menge an Bremsflüssigkeit in den Hauptbremszylinder. Dies äußert sich in einem Zurückweichen des Bremspedals, verbunden mit schwachen Druckspitzen im Hauptbremszylinder. Diese Druckschwankungen liegen in der Größenordnung von ± 30 Bar. Aufgrund ihres mechanischen Aufbaus ist die Servobremse mit Elektromotor aber ein starres Übertragungssystem, das nicht spontan unter der Wirkung solcher Beanspruchungen zurückweicht. Daraus ergibt sich eine Erhöhung der Amplitude der Druckspitzen während dieser Manöver. Diese Erhöhung kann 100 Bar überschreiten, so dass die Übertragung der Servobremse zu Lasten ihrer Zuverlässigkeit eine große Ermüdung erfährt .

Ziel der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine elektrohydraulische Servobremse zu entwickeln, deren während der Anwendung des ABS-Systems erzeugte Druckspitzen reduziert sind, um die auf die Übertragung der Servobremse ausgeübten Kräfte zu verringern.

Darlegung und Vorteile der Erfindung

Zu diesem Zweck hat die vorliegende Erfindung eine Servobremse der oben definierten Art zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Schubstange mit dem Hilfskolben durch eine Verbindung verbunden ist, die enthält:

eine fest mit der Schubstange verbundene Auflage für eine tarierte Druckfeder,

einen zentralen Kolben in Auflage gemäß der Achse gegen die Reaktionsscheibe,

einen Hilfskolben, der den zentralen Kolben umgibt, indem er gegen die Reaktionsscheibe angelegt wird, geschoben von der tarierten Feder und in der Endstellung vom zentralen Kolben gehalten, wobei der Hilfskolben bezüglich des fest mit der Schubstange verbundenen zentralen Kolbens zurückweichen kann.

Erfindungsgemäß entspricht der Schub der tarierten Feder einem Druck im Hauptbremszylinder.

Vorteilhafterweise ist dieser Druck auf 130 Bar festgelegt, so dass unter diesem Druck im Hauptbremszylinder die Servobremse normal arbeitet: Der Hilfskolben schiebt die Schubstange mittels der Reaktionsscheibe, ohne dass die Reaktionsscheibe sich gegen den zentralen Kolben und den Hilfskolben verformt, die vom Ende der Schubstange getragen werden.

Wenn dagegen der Druck im Hauptbrems zylinder diesen hier auf 130 Bar festgelegten Solldruck überschreitet, was der Tarierung der Druckfeder des Verbindungsteils entspricht, gibt der Hilfskolben dem Schub der Druckfeder nach, so dass die vom Hauptbremszylinder auf den Hilfskolben ausgeübte Reaktion und deren Übersetzung (Zahnstange, Zahnritzel, usw.), reduziert wird, während der vom zentralen Kolben an den Tauchkolben und an die Schubstange und dann auf das Bremspedal übertragene Schub erhöht wird. Diese Veränderung der Verteilung der im Gegenzug vom Hauptbremszylinder auf die Servobremse ausgeübten Lasten verbessert den Betrieb der Servobremse und reduziert die mit den Druckspitzen verbundene Beanspruchung und demzufolge die Ermüdung der Übertragung, was sich global durch eine bessere Wirksamkeit und größere Lebensdauer der Übertragung äußert .

Im Bereich dieses Solldrucks, der der tarierten Reaktion der Feder entspricht, ist das

Verstärkungsverhältnis der Servobremse verändert: Es wird über diesen kritischen Druck hinaus verringert, was, wie bereits gesagt, die auf die Übersetzung ausgeübten Lasten verringert und die auf das Bremspedal und somit den Fuß des Fahrers ausgeübte Last erhöht.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal hat der Hilfskolben die Form eines Kranzes mit einer Schulter, um sich am zentralen Kolben einzuhaken und durch dessen Vorrücken in Richtung des Schubs der Schubstange angetrieben zu werden, während er gleichzeitig bezüglich des zentralen Kolbens vorrücken kann, indem die Feder komprimiert wird . Diese Ausführung hat den Vorteil, mechanisch sehr einfach zu sein und trotzdem die Reaktionsscheibe zu schützen, um eine übermäßige Verdrängung zu verhindern, da diese durch den Verschiebungshub des Hilfskolbens begrenzt ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal wird das Vorrücken des Hilfskolbens in Form eines Rings, der auf das Ende der Schubstange aufgeschoben ist, bezüglich der Schubstange durch einen Anschlag begrenzt.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Druckfeder für einen Solldruck im Hauptbremszylinder tariert, und dieser Druck ist insbesondere auf 130 Bar festgelegt.

So gewährleistet der zylindrische Teil, der ein einfaches Bauteil oder eine einfache Form der Schubstange ist, die doppelte Funktion, diejenige, die Druckfeder zu führen und zu schützen, um jedes Durchbiegen zu verhindern, und andererseits schützt er die Feder vor dem Zusammenquetschen, indem dadurch ebenfalls die Reaktionsscheibe vor jeder übermäßigen Verformung geschützt wird, die einen Beginn des Durchdrückens der Vorderseite der Reaktionsscheibe durch den zentralen Kolben erzeugen kann.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal beträgt der für den Solldruck festgelegte Grenzdruck 130 Bar.

Die erfindungsgemäße Servobremse hat den Vorteil, eine große Anzahl von Elementen bekannter Servobremsen zu übernehmen, so dass ihre Integration in eine Fertigungs- oder Montagekette keine besondere Schwierigkeit darstellt und zu keinen zusätzlichen Kosten führt.

Zeichnungen Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Ausführungsform detaillierter beschrieben, die schematisch in den Zeichnungen dargestellt ist, in denen:

Figur 1 ein axialer Schnitt einer elektrohydraulischen Servobremse ist, die Figuren 2A-2B schematisch die Verbindung zwischen dem Hilfskolben und der Schubstange der elektrohydraulischen Servobremse gemäß der Erfindung zeigen,

Figur 2A die Verbindung in der unteren Schubstellung zeigt, wenn der Schub unter der tarierten Kraft liegt,

Figur 2B eine Ansicht analog zu derjenigen der Figur 2A der Verbindung zwischen dem Hilfskolben und der Schubstange in der Stellung ist, die den tarierten Schub überschritten hat,

Figur 3 eine Grafik ist, die die Kraft am Bremspedal angibt und die Entwicklung dieser Kraft unterhalb und oberhalb des tarierten Schubs hervorhebt,

Figur 4 eine Grafik anlog zu derjenigen der Figur 3 ist, die die Reaktionskraft angibt, die auf die Steuerstange vor und hinter dem tarierten Schub ausgeübt wird.

Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung

Figur 1 ist ein Gesamtschema einer elektrohydraulischen Servobremse bestehend aus einem Hauptbremszylinder 1 (hier einem Tandem-Hauptbremszylinder) , der einen Primärkolben 11 und einen Sekundärkolben 12 hat, die eine Primärkammer 13 bzw. eine Sekundärkammer 14 begrenzen, die beide ausgehend von einem Bremsflüssigkeitsbehälter mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden, der nicht in Figur 1 zu sehen ist und der mit der Primärkammer 13 und mit der Sekundärkammer 14 in Verbindung steht. Die in diesen Kammern unter Druck gesetzte Hydraulikflüssigkeit versorgt zwei ebenfalls nicht dargestellte Bremskreise.

Der Hauptbremszylinder 1 wird ausgehend vom Primärkolben 11 gesteuert, der selbst von einer Schubstange 15 betätigt wird, die zum großen Teil im Primärkolben untergebracht ist und deren Ende 151 entgegengesetzt zu demjenigen in Auflage gegen den Primärkolben 11 über einen Schubkolben 152 mit dem Hilfskolben 16 des elektromechanischen Teils der Servobremse zusammenwirkt. Der Hilfskolben 16 weist symmetrisch in der Schnittebene zwei Zahnstangen 161 auf. Diese Zahnstangen 161 wirken mit Zahnrädern 162 zusammen, die synchron entgegengesetzt drehen, indem sie von einem nicht dargestellten Motor angetrieben werden. Die Zahnräder 162 sind in den Körper 3 des elektromechanischen Teils der Servobremse eingebaut. Der Hilfskolben 16 wird von einer Rückstellfeder 17 in die Ruhestellung zurückgeschoben, die den hinteren Teil des Hauptkolbens 11 gemäß der Bewegungsachse XX der umgibt . Der Hilfskolben 16 überträgt seinen Schub an den Schubkolben 152 der Schubstange 15 durch die Zwischenfügung einer Reaktionsscheibe 18, deren Vorderseite 181 (Seite auf der Seite des Hauptbremszylinders) gegen den Hilfskolben 151 in Auflage ist und deren Rückseite 182 (auf der Seite des Bremspedals) am Boden der Aufnahme 163 in Auflage ist, die vom Hilfskolben 16 gebildet wird. Der Hilfskolben 16 ist in seiner Mitte um die Achse XX offen und bildet den Führungsdurchgang 164 eines Tauchkolbens 19, der ebenfalls gegen die Rückseite 182 der Reaktionsscheibe 18 in Auflage kommt. Der Tauchkolben 19 ist mit der Steuerstange 20 verbunden, die selbst mit dem Bremspedal 21 verbunden ist. Die Einzelheiten der Steuerstange 20 und der verschiedenen Einrichtungen wie der Bewegungssensoren, um die Bremsanforderung zu erfassen und diese Information auszuwerten, sind hier nicht im Einzelnen beschriebene, bekannte Einrichtungen.

Die elektrohydraulische Servobremse wird bei einer Betätigung des Bremspedals 21 ausgehend von der Verschiebungsbewegung der Steuerstange 20 (Pfeil F _D ) gesteuert, die sich mittels des Tauchkolbens 19 auf die Reaktionsscheibe 18 auflegt. Ihre Bewegung wird von einem nicht dargestellten Bewegungssensor erfasst, um den Elektromotor der Servobremse zu betätigen, um die Ritzel 162 anzutreiben, die mittels der Zahnstangen 161 den Hilfskolben 16 vorrücken. Der Hilfskolben 16 übt einen Schub gegen die Reaktionsscheibe 18 aus, die selbst den Schubkolben 152 der Schubstange 15 schiebt, um den Primärkolben 11 und mittels der in der Primärkammer 13 komprimierten Flüssigkeit den Sekundärkolben 12 des Tandem-Hauptbremszylinders 1 zu schieben .

In der Servobremse gemäß dem Stand der Technik erfolgt die Verbindung zwischen der Schubstange 15 und der Reaktionsscheibe 18 (Vorderseite 181) mittels des Schubkolbens 152, der einstellbar auf die Schubstange 15 montiert, aber in Translationsrichtung fest mit der Schubstange verbunden ist, wenn die Einstellung durchgeführt wurde (Einstellung durch Verschraubung) , so dass die ganze Vorderseite 181 der Reaktionsscheibe 18 sich auf den Kolben 152 der Schubstange 15 auflegt; dieser Kolben 152 ist selbst in die Öffnung der Aufnahme 163 eingeführt, die die Reaktionsscheibe 18 im Hilfskolben 16 aufnimmt.

Die elektrohydraulische Servobremse gemäß der Erfindung unterscheidet sich von dieser bekannten elektrohydraulischen Servobremse durch den

Verbindungsteil 100 zwischen der Schubstange 15 und dem Betätigungskolben 16. Dieser in Figur 1 von einer Ellipse umgebene Verbindungsteil 100 besteht erfindungsgemäß aus einem Verbindungsteil 100, eine schematisch in den Figuren 2A und 2B dargestellte Verbindung. Üblicherweise ist die Vorderseite oder "Vorwärtsrichtung" die Richtung zum Hauptbremszylinder. Die Rückseite oder "Rückwärtsrichtung" ist die Richtung zum Bremspedal.

So weist der Verbindungsteil 100 zwischen dem hinteren Ende der Schubstange 15 und der Reaktionsscheibe 18 eine Auflage 101 in Form einer Scheibe oder eines Kranzes auf, der fest mit der Stange 15 verbunden ist und eine Druckfeder 102 aufnimmt, die eine tarierte Kraft entwickelt, die einem im Hauptbremszylinder herrschenden Solldruck P _c entspricht. Dieser Solldruck ist zum Beispiel ein Druck von 130 Bar. Dieser Druck äußert sich in einer Reaktionskraft, die von der Geometrie der Servobremse abhängt und die Kraft definiert, auf die die Druckfeder 102 tariert ist. Wie man nachfolgend sehen wird, ist der Aufbau des Verbindungsteils 100 so eingerichtet, dass die Druckfeder 102 einer Last standhält, die geringer als die oder gleich dieser tarierten Kraft ist, und dass sie ab dem Moment nachgibt, in dem sie eine Kraft gleich oder höher als diese tarierte Kraft erfährt. Unter diesen Umständen, und durch falschen Sprachgebrauch, ist der Solldruck im Hauptbremszylinder durch falschen Sprachgebrauch synonym für die Reaktionskraft im Verbindungsteil, eine Kraft, für die der Verbindungsteil 100 seine Betriebsart ändert, d.h. seinen Verstärkungsmodus der Servobremse.

Das Ende 151 der Schubstange 15 setzt sich in einem Hauptkolben 103 um die Achse XX fort. Dieser Hauptkolben 103 trägt einen Hilfskolben 104 in Form eines ringförmigen Kranzes, versehen mit einer Schulter 1041 um seine zentrale Öffnung, um auf das Ende 151 der Schubstange 15 vor dem Hauptkolben 103 montiert zu werden. Dieser Hilfskolben 104 wird von der Druckfeder

102 geschoben, um normalerweise gegen den Hauptkolben

103 in Auflage gehalten zu werden. In dieser Auflagestellung sind die Vorderseite 1042 des Hilfskolbens 104 und diejenige 1032 des zentralen Kolbens 103 in der gleichen Ebene, gegen die Vorderseite 181 der Reaktionsscheibe 18 angelegt.

Das Ende 151 trägt einen zylindrischen Teil 153 großen Durchmessers, um das Volumen in der Druckfeder 102 einzunehmen und sie zu stützen. Dieser zylindrische Teil 153 bildet ebenfalls einen vorderen Anschlag 154 für den Hilfskolben 104 und begrenzt sein Vorrücken in der Schubrichtung (F _M TC) · Wie dies in den Figuren 2A, 2B zu sehen ist, ist so der Hilfskolben 104 bezüglich des Endes 151 der Schubstange 15 (und des zentralen Kolbens 103) zwischen seiner Endstellung nach rechts gemäß der Figur 2A, geschoben von der Feder 102 und in Auflage gegen den zentralen Kolben 103, und der anderen Endstellung nach links (Figur 2B) beweglich. Der Verschiebungsbereich (e) des Hilfskolbens 104 ist begrenzt, um eine übermäßige Verformung der Reaktionsscheibe 18 zu vermeiden, die aus einem verformbaren, aber nicht komprimierbaren (d.h. ohne Volumenänderung) elastischen Material besteht.

Die andere Seite 182 (Rückseite) der Reaktionsscheibe 18 ist gegen den Boden der Aufnahme 163 im Hilfskolben 16 auf einer auf die Achse XX zentrierten Fläche in Form eines Auflagekranzes in Auflage. In seiner Mitte um die Achse XX bildet der Hilfskolben 16 einen Führungsdurchgang 164, der von der Steuerstange 20 durchquert wird und den Tauchkolben 19 am vorderen Ende der Steuerstange 20 aufnimmt. Der Tauchkolben 19 kommt gegen die Rückseite 182 der Reaktionsscheibe 18 sowie gegen den Auflagekranz des Hilfskolbens 16 in Auflage. Zu Beginn einer Bremsbetätigung, so lange wie der von der Steuerstange 20 und insbesondere vom Hilfskolben 16 auf die Reaktionsscheibe 18, die selbst gegen den Hilfskolben 104 und den Hauptkolben 103 kommt, ausgeübte Schub niedriger als der Schub P _c ist, auf den die Feder 102 tariert ist, wird die Last auf die Schubstange 15 übertragen, die selbst wie oben erwähnt den Hauptbremszylinder betätigt. Bei dieser Betätigung liegen die Seite des zentralen Kolbens 103 und diejenige des Hilfskolbens 104 gegen die Vorderseite 181 der Reaktionsscheibe 18 an, die eben bleibt. Der Schub wird auf die Stange 15 durch den zentralen Kolben 103 und den Hilfskolben 104 und seine Feder 102 übertragen, die nicht komprimiert wird, da die auf das Pedal 21 und die Steuerstange 20 ausgeübt Last niedriger als die tarierte Reaktion der Feder 102 ist. Sobald aber die ausgeübte Last den tarierten Schub P _c überschreitet, hält die Feder 102 den Hilfskolben 104 nicht mehr zurück, der zurückweicht und es der Reaktionsscheibe 18 erlaubt, um den Hauptkolben 103 (Figur 2B) zu "kriechen", so dass die auf die Steuerstange 20 ausgeübte Reaktion mehr als vom Verstärkungskoeffizient der Servobremse vorgesehen zunimmt. In diesem Fall (Figur 2B) nimmt der Anteil der von der Steuerstange 20 übertragenen Last in der Gesamtlast zu, und der Anteil des Hilfskolbens 16 nimmt ab. Die Verformung der Reaktionsscheibe 18 wird im Prinzip vom Inanschlagkommen des Hilfskolbens 104 gegen den zylindrischen Teil 153 begrenzt, um die Reaktionsscheibe 18 nicht durch einen Durchdrückbeginn zu beschädigen, den der zentrale Kolben 103 erzeugen könnte .

Die Figuren 3 und 4 zeigen die Übertragung des Schubs von der Reaktionsscheibe 18 unter und über dem Schub entsprechend der tarierten Reaktion der Druckfeder 102. In den Grafiken ist dieser Schub dem Solldruck P _c zugeordnet, der im Hauptbrems zylinder 1 herrscht und der auf 130 Bar festgelegt ist.

Figur 3 zeigt die Reaktion R _Ped/ die auf das Pedal 21 abhängig vom Druck P (Kraft P _ped ) im Hauptbremszylinder 1 ausgeübt wird, was der Geraden DR entspricht, die die lineare Beziehung zwischen der auf das Pedal ausgeübten Kraft (oder der von der Servobremse auf das Pedal ausgeübten Reaktion) abhängig vom Druck in der Reaktionsscheibe darstellt.

Die Grafik der Figur 4 stellt die Verstärkungsgerade DR dar, die die von der elektromechanischen Servobremse ausgeübte Schublast B _A verbindet, d.h. die vom Hilfskolben 16 ausgeübte Last, dessen Vorrücken vom Elektromotor mit Zwischenfügung der Zahnritzel 162 und der zwei Zahnstangen 161 abhängig vom Druck P gesteuert wird, dem die Reaktionsscheibe ausgesetzt ist.

In den zwei Grafiken wird der Solldruck P _c unterhalb der dem Solldruck P _c entsprechenden Last hervorgehoben, in der Praxis entspricht die Beziehung der linearen Beziehung, die den Verstärkungskoeffizienten der Servobremse darstellt, aber ab diesem Solldruck folgt der Verstärkungskoeffizient für jede zusätzliche vom Bremssystem geforderte Last nicht mehr der linearen Beziehung der Geraden DR, sondern geht auf ein Geradensegment DRi, DR ₂ mit anderer Steigung über.

Nach dem Durchgang des Solldrucks P _c befindet sich Geradensegment DR ₂ , auf dem sich die Kraft des Verstärkers entwickelt, unter der Geraden DR, was einem ab dem Druckpunkt P _c reduzierteren

Verstärkungskoeffizienten entspricht . Dagegen wird das Komplement des Schubs durch die Betätigung des Pedals geliefert, dessen Reaktion R _P e _d (Figur 3) sich gemäß dem Geradensegment DRi über dem Segment DR entwickelt. In anderen Worten, die Reaktion, die auf das Pedal 21 zurückkommt, nimmt zu, während die vom Hilfskolben 16 und somit von der elektromechanischen Servobremse ausgeübte Kraft bezüglich dieser linearen Kurve DR abnimmt.

BEZUGSZEICHENLISTE DER HAUPTELEMENTE

1 Hauptbremszylinder / Tandem- Hauptbrems zylinder

11 Primärkolben

12 Sekundärkolben

13 Primärkammer

14 Sekundärkammer

15 Schubstange

151 Ende der Schubstange

152 Schubkolben

153 zylindrischer Teil

154 Anschlag

16 Hilfskolben

161 Zahnstange

162 Zahnrad

163 Aufnahme

164 Führungsdurchgang

17 Rückstellfeder

18 Reaktionsscheibe

181 Vorderseite der Reaktionsscheibe

182 Rückseite der Reaktionsscheibe

19 Tauchkolben

20 Steuerstange

21 Bremspedal

100 Verbindungsteil

101 Auflage

102 Druckfeder

103 zentraler Kolben

1032 Vorderseite des zentralen Kolbens 103

104 Hilfskolben

1041 Schulter

1042 Vorderseite des Hilfskolbens 104 XX Achse der Servobremse