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Die Erfindung betrifft eine Druckerzeugeranordnung für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Bremssystem mit einer solchen Druckerzeugeranordnung.
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Druckerzeugeranordnungen können beispielsweise in Bremssystemen verwendet werden, um hydraulischen Druck zu erzeugen. Beispielsweise kann es sich um einen manuell betätigbaren Hauptbremszylinder oder um einen elektrisch betätigbaren Linearaktuator handeln. Dadurch kann Druck aufgebaut werden, welcher in Radbremsen dazu führen kann, dass ein Kraftfahrzeug gezielt verzögert wird.
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Typischerweise wird bei Bremssystemen von Kraftfahrzeugen gefordert, dass diese im Fall einer Deaktivierung oder eines Ausfalls des Bremssystems automatisch in einen drucklosen Zustand übergehen. Dies vermeidet undefinierte Restkräfte an den Radbremsen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Druckerzeugeranordnung bereitzustellen, welche im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, ein Bremssystem mit einer solchen Druckerzeugeranordnung bereitzustellen. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Druckerzeugeranordnung und ein Bremssystem gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung betrifft eine Druckerzeugeranordnung für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs. Die Druckerzeugeranordnung weist einen Zylinder auf. Sie weist einen Kolben auf, welcher in dem Zylinder zwischen einem ersten Endzustand und einem zweiten Endzustand beweglich ist. Sie weist ein schaltbares Ventil auf, und sie weist ferner Betätigungsmittel auf, welche das schaltbare Ventil öffnen, wenn sich der Kolben in dem ersten Endzustand befindet.
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Mittels einer solchen Druckerzeugeranordnung kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass im Fall, dass sich der Kolben in dem ersten Endzustand befindet, das schaltbare Ventil geöffnet wird. Das schaltbare Ventil kann somit in definierter Weise zum Ableiten von Druck aus dem Bremssystem verwendet werden. Zusätzliche spezielle Maßnahmen wie beispielsweise eine unterschiedliche Auslegung von Radventilen zum Ableiten von Druck können auf diese Weise eingespart werden.
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Unter einer Druckerzeugeranordnung kann insbesondere eine Anordnung verstanden werden, mittels welcher hydraulischer Druck aufgebaut werden kann. Diese kann insbesondere elektrisch, jedoch auch manuell betätigbar sein. Der erste Endzustand des Kolbens ist typischerweise derjenige, in welchem sich der Kolben in einem Ruhezustand befindet, in welchem also kein Druck aufgebaut wird. Dies kann beispielsweise eine zurückgezogene Position des Kolbens sein, wobei der Kolben beispielsweise in dem ersten Endzustand am nächsten zu einem Elektromotor oder einem Bremspedal befindlich sein kann.
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Die Betätigungsmittel können auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein. Insbesondere können die Betätigungsmittel so ausgebildet sein, wie dies weiter unten hierin beschrieben ist. Auch andere Ausführungen sind jedoch möglich. Insbesondere können die Betätigungsmittel magnetisch oder mechanisch ausgebildet sein, so dass eine unmittelbare Betätigung des schaltbaren Ventils erfolgt, wenn sich der Kolben in dem ersten Endzustand befindet. Wenn sich der Kolben nicht in dem ersten Endzustand befindet oder sich zumindest weiter weg vom ersten Endzustand befindet als ein vorgegebener Abstand, kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Betätigungsmittel keinen Einfluss auf das Ventil haben oder es schließen.
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Insbesondere kann das schaltbare Ventil einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweisen, welche es in einem offenen Zustand miteinander verbindet und in einem geschlossenen Zustand voneinander trennt. Der erste Anschluss kann insbesondere mit dem Zylinder verbunden sein. Der zweite Anschluss kann insbesondere mit einem Anschluss für ein Fluidreservoir oder mit einem Fluidreservoir verbunden sein. Ein Anschluss für ein Fluidreservoir kann beispielsweise an einem Bremssystem ausgebildet sein, wobei an einem solchen Anschluss ein Fluidreservoir angeschlossen sein kann. Das Fluidreservoir kann beispielsweise als druckloser Bremsflüssigkeitsbehälter ausgebildet sein.
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Die Betätigungsmittel können gemäß einer Ausführung als Hebel ausgeführt sein. Der Hebel kann beispielsweise betätigt werden, wenn sich der Kolben in dem ersten Endzustand befindet. Dies ermöglicht eine einfache mechanische Ausführung der Betätigungsmittel.
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Gemäß einer Ausführung wird der Hebel direkt vom Kolben betätigt. Hierzu kann beispielsweise der Hebel bis zu einem Bereich reichen, welcher im ersten Endzustand vom Kolben eingenommen wird. Auf zwischengeschaltete Elemente kann damit vorteilhaft verzichtet werden. Auch eine indirekte Ausführung ist jedoch möglich.
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Gemäß einer Ausführung ist an dem Hebel eine Rückstellvorrichtung angeordnet, wobei die Rückstellvorrichtung den Hebel in eine Richtung vorspannt, welche zu einem geschlossenen Zustand des schaltbaren Ventils korrespondiert. Dadurch kann erreicht werden, dass der Hebel das Ventil in den geschlossenen Zustand verbringt, wenn sich der Kolben nicht in der ersten Endposition befindet oder zumindest weiter weg als ein vorgegebener Abstand von der ersten Endposition befindet, so dass beispielsweise das Ventil einen Druckabbau unterbinden kann. Dies kann erleichtern, dass ein Druckaufbau erfolgt.
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Gemäß einer Ausführung weisen die Betätigungsmittel einen ersten Magneten auf, welcher im oder am Kolben angeordnet ist. Die Betätigungsmittel können ferner einen zweiten Magneten aufweisen, welcher mit dem schaltbaren Ventil verbunden ist, um es zu öffnen, wenn sich der Kolben in seinem ersten Endzustand befindet. Dadurch kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine magnetische Betätigung des Ventils erfolgt, wodurch auf mechanische Elemente verzichtet werden kann. Dies kann die Wartungsanfälligkeit verringern.
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Der zweite Magnet kann insbesondere unmittelbar benachbart zum Kolben angeordnet sein. Dies erlaubt eine besonders gute Wirkung des ersten Magneten auf den zweiten Magneten. Beispielsweise kann dies bedeuten, dass kein oder nur ein im Vergleich zu den sonstigen Ausdehnungen sehr geringer Abstand des zweiten Magneten zum Kolben vorgesehen ist.
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Der erste Magnet kann insbesondere ein Permanentmagnet sein. Der zweite Magnet kann insbesondere ein Permanentmagnet sein. Ebenso können jedoch auch Elektromagnete verwendet werden.
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Die Druckerzeugeranordnung kann insbesondere eine Kolbenpositionssensoranordnung aufweisen, welche eine Position des ersten Magneten sensiert. Dadurch kann der erste Magnet, zusätzlich zu seiner Funktion zum Schalten des Ventils, auch im Rahmen einer Kolbenpositionsermittlung verwendet werden.
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Gemäß einer Ausführung ist das schaltbare Ventil ein Rückschlagventil. Das schaltbare Ventil kann insbesondere mit dem Zylinder verbunden sein. Es kann insbesondere eine Durchlassrichtung des Rückschlagventils zum Zylinder hinweisen. Dadurch kann das schaltbare Ventil als Nachsaugventil für den Zylinder verwendet werden, so dass beim Zurückfahren des Kolbens Bremsflüssigkeit angesaugt werden kann, beispielsweise aus dem bereits weiter oben erwähnten Fluidreservoir.
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Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Betätigungsmittel das schaltbare Ventil nur dann öffnen, wenn sich der Kolben im ersten Endzustand, oder einem definierten Bereich unmittelbar angrenzend an den ersten Endzustand, befindet. Das schaltbare Ventil kann somit zumindest in einer Richtung vom Zylinder weg gesehen geschlossen sein oder zumindest nicht aktiv geöffnet werden, wenn sich der Kolben in einer Stellung befindet, in welcher ein Druckaufbau typischerweise gewünscht ist. Dadurch kann, wie bereits erwähnt, das schaltbare Ventil beispielsweise dazu verwendet werden, einen Druckaufbau zu ermöglichen und/oder ein Nachsaugen zu ermöglichen.
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Die Druckerzeugeranordnung kann insbesondere einen Elektromotor zur Bewegung des Kolbens aufweisen. Dies ermöglicht eine automatische Betätigung, beispielsweise bei Bremssystemen des By-Wire-Typs. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zusätzlich dazu kein weiterer Druckerzeuger, insbesondere kein manuell betätigbarer Druckerzeuger, vorhanden ist. Grundsätzlich kann anstelle eines Elektromotors jedoch beispielsweise auch eine manuelle Betätigung verwendet werden. Auch kann zusätzlich zu einer elektrisch betätigbaren Druckerzeugeranordnung eine manuell betätigbare Druckerzeugeranordnung vorhanden sein.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug. Das Bremssystem weist eine Druckerzeugeranordnung wie hierin beschrieben auf. Bezüglich der Druckerzeugeranordnung kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden. Das Bremssystem weist ferner eine oder mehrere Radbremsen auf, welche mit dem Zylinder zur Druckbeaufschlagung verbunden sind.
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Mittels eines solchen Bremssystems können die weiter oben bereits erwähnten Vorteile realisiert werden. Auf die obige Beschreibung sei verwiesen.
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Die Radbremsen können insbesondere über ein oder mehrere stromlos offene Radventile und/oder ein stromlos offenes Zuschaltventil mit dem Zylinder verbunden sein. Bei den Radventilen kann es sich insbesondere um Einlassventile handeln. Dadurch kann sichergestellt werden, dass im Fall eines Stromausfalls oder einer sonstigen Deaktivierung des Bremssystems Druck in Richtung des schaltbaren Ventils fließt, so dass ein automatischer Druckabbau möglich ist.
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Insbesondere kann bei offenem schaltbarem Ventil ein jeweiliger Druck in den Radbremsen abbaubar sein. Dies kann insbesondere durch das offene schaltbare Ventil erfolgen. Dadurch kann das offene Ventil dazu verwendet werden, im Fall eines Stromausfalls oder einer anderen Deaktivierung des Bremssystems für einen Druckabbau an den Radbremsen zu sorgen.
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Insbesondere kann durch die hierin beschriebenen Mechanismen ein hydraulischer Kurzschluss erzeugt werden, wenn sich der Kolben in dem ersten Endzustand befindet. Das schaltbare Ventil kann zumindest gemäß einer Ausführung gleichzeitig auch als Befüllventil verwendet werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann den nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen entnehmen. Dabei zeigen:
- 1: eine Druckerzeugeranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2: ein Bremssystem mit einer Druckerzeugeranordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und
- 3: eine Druckerzeugeranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine Druckerzeugeranordnung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese weist einen Zylinder 20 auf, in welchem ein Kolben 30 beweglich gelagert ist. Die Druckerzeugeranordnung 10 weist ferner einen Elektromotor 15 auf, welcher zur Betätigung des Kolbens 30 ausgebildet ist. Außerdem weist die Druckerzeugeranordnung 10 ein schaltbares Ventil 40 auf, welches schematisch dargestellt ist und welches in nicht gezeigter Weise mit dem Zylinder 20 verbunden ist, so dass es einen Zustrom und Abstrom von Fluid in und aus dem Zylinder 20 steuern kann. Gegenüberliegend ist es mit einem nicht dargestellten Bremsflüssigkeitsbehälter verbunden, so dass sowohl ein Ablassen wie auch ein Nachsaugen von Bremsflüssigkeit möglich ist.
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Die Druckerzeugeranordnung 10 weist ferner Betätigungsmittel 17 auf, welches zum Betätigen des schaltbaren Ventils ausgebildet sind. In der vorliegenden Ausführung weisen die Betätigungsmittel 17 einen ersten Magneten 35 auf, welcher unmittelbar am Kolben 30 angeordnet ist. Außerdem weisen sie einen zweiten Magneten 45 auf, welcher mit dem schaltbaren Ventil 40 verbunden ist.
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In dem in 1 dargestellten Zustand befindet sich der Kolben 30 in seiner ersten Endposition. Anders ausgedrückt ist er ganz nach links zurückgezogen. In diesem Zustand haben die beiden Magnete 35, 45 den geringstmöglichen Abstand zueinander. Dies bewirkt eine Betätigung des schaltbaren Ventils 40 derart, dass es geöffnet wird. Bewegt sich der Kolben 30 weiter nach rechts, so wird der Abstand der beiden Magnete 35, 45 größer und die Öffnungswirkung fällt somit ab. Das schaltbare Ventil 40 wird dann typischerweise geschlossen.
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2 zeigt ein Bremssystem BS gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses weist eine Druckerzeugeranordnung 10 wie bereits mit Bezug auf 1 beschrieben auf. Das schaltbare Ventil 40 ist dabei als Rückschlagventil ausgebildet und mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter BFB verbunden, welcher an einem zugehörigen Anschluss AF für ein Fluidreservoir angeschlossen ist und welcher ein Fluidreservoir darstellt.
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Das Bremssystem BS weist insgesamt vier Radbremsen B1, B2, B3, B4 auf. Diese sind entsprechenden Rädern zugeordnet, welche hinten rechts (RR), hinten links (RL), vorne rechts (FR) und vorne links (FL) angeordnet sind. Jede der Radbremsen B ist über ein jeweiliges Einlassventil E1, E2, E3, E4 mit einem Zuschaltventil ZV verbunden. Die Einlassventile E und das Zuschaltventil ZV sind stromlos offen ausgeführt. Des Weiteren ist jede Radbremse B über ein jeweiliges stromlos geschlossenes Auslassventil A1, A2, A3, A4 mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter BFB verbunden. Zwischen den Einlassventilen E und dem Zuschaltventil ZV ist zusätzlich noch ein Drucksensor U/P angeordnet. Parallel zum Zuschaltventil ZV ist ein Rückschlagventil angeordnet, dessen Durchlassrichtung zu den Einlassventilen E hinzeigt. Das Zuschaltventil ZV ist mit dem Zylinder 20 verbunden.
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Durch die gezeigte Ausführung kann mittels des Elektromotors 15 der Kolben 30 nach rechts verschoben werden, wobei bei geschlossenem schaltbarem Ventil 40 Druck in den Radbremsen B aufgebaut werden kann. Hierzu können die Einlassventile E selektiv angesteuert werden. Über die Auslassventile A ist ein selektiver Druckabbau möglich. Dies ermöglicht eine separate Drucksteuerung in jeder der Radbremsen B.
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Befindet sich der Kolben 30 in seinem ersten Endzustand, d.h. in seiner ganz linken Position, so wird das schaltbare Ventil 40 automatisch geöffnet. Somit sind alle Ventile von den Radbremsen B, also die Einlassventile E, das Zuschaltventil ZV und das schaltbare Ventil 40 geöffnet, so dass ein durchgängiger Volumenstrom von den Radbremsen B in den Bremsflüssigkeitsbehälter BFB möglich ist. Dadurch wird eine automatische Drucklosstellung der Radbremsen B ermöglicht.
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Zusätzlich weist in der gezeigten Ausführung die Druckerzeugeranordnung 10 eine Kolbenpositionssensoranordnung 37 auf. Diese fühlt eine Position des ersten Magneten 35 ab, so dass eine Information über die Position des Kolbens 30 erzeugt wird.
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3 zeigt eine Druckerzeugeranordnung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Betätigungsmittel 17 sind dabei in Form eines Hebels 47 ausgeführt, welcher an dem Kolben 30 anliegt, wenn dieser sich in seiner ersten Endposition befindet. In der gezeigten Stellung drückt der Kolben 30 den Hebel 47 nach links, so dass er auf das schaltbare Ventil 40 wirkt und es dadurch öffnet. Bewegt sich der Kolben 30 weiter nach rechts, so fällt diese Wirkung weg und das schaltbare Ventil 40 schließt sich.
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Durch die beschriebenen Ausführungen wird insbesondere erreicht, dass ein schaltbares Ventil auf einfache Weise betätigt werden kann, um es zur Ableitung von Druck bei deaktiviertem Bremssystem oder auch bei einem Stromausfall zu nutzen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig voneinander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.
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Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.
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Bezugszeichenliste
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- BS
- Bremssystem
- B
- Radbremsen
- E
- Einlassventile
- A
- Auslassventile
- ZV
- Zuschaltventil
- AF
- Anschluss für Fluidreservoir
- BFB
- Bremsflüssigkeitsbehälter
- 10
- Druckerzeugeranordnung
- 15
- Elektromotor
- 17
- Betätigungsmittel
- 20
- Zylinder
- 30
- Kolben
- 35
- erster Magnet
- 37
- Kolbenpositionssensoranordnung
- 40
- schaltbares Ventil
- 45
- zweiter Magnet
- 47
- Hebel
