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DE3912938A1 - Vorrichtung zur hilfsdruckerzeugung, insbesondere fuer schlupfgeregelte bremsanlagen - Google Patents

Vorrichtung zur hilfsdruckerzeugung, insbesondere fuer schlupfgeregelte bremsanlagen

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DE3912938A1
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Germany
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auxiliary
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Guenther Dipl Ing Vogel
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ITT Automotive Europe GmbH
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Alfred Teves GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hilfsdrucker­ zeugung, insbesondere für schlupfgeregelte Bremsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei bekannten Bremsanlagen dieser Art (DE OS 35 05 410) wird als Bremsdruckgeber ein Tandemhauptzylinder mit vor­ geschaltetem Vakuumbremskraftverstärker verwendet. Die Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung besteht aus einer über einen Elektromotor angetriebene Hydraulikpumpe, die mit einem Druckmittelvorratsbehälter und einem Hilfsdruckre­ gelventil in Verbindung steht. An den am Bremsdruckgeber angeschlossenen Radbremsen sind in die Bremsleitungen vom Bremsdruckgeberzylinder zu den Radbremsen Wegeventile ein­ gefügt, die in ihrer Ruhe- oder Ausgangsstellung den Bremsdruckgeber hydraulisch mit den Radbremsen verbinden, und die nach Umsteuerung in eine zweite Schaltposition die Hilfsdruckquelle an die Bremsleitungen und damit an die Radbremsen anschließen. In jede Bremsleitung sind dazu 2/2 Wegeventile hintereinander angeordnet, von denen jeweils das erste druckbetätigt, und das zweite elektrisch betä­ tigt ist, wobei jeweils eine, ein Sperrventil aufweisende Druckleitung die Hydraulikpumpe mit dem, die beiden Wege­ ventile verbindenden Abschnitt der Bremsleitung druckmit­ telverbindbar anschließt, und wobei an den das zweite We­ geventil mit den Radbremsen verbindenden Abschnitt jeder Bremsleitung eine Rücklaufleitung angeschlossen ist, an die jeweils ein drittes, elektrisch betätigtes Zwei­ Stellungswegeventil angeordnet ist.
Da die geforderte Hilfsdruckerzeugung durch die zusätz­ liche Anordnung und die elektrische Aktivierung eines spe­ ziell konzipierten Elektroantriebes an der Hydraulikpumpe gewährleistet ist, bedarf es verhältnismäßig großen, zu­ sätzlichen baulichen Aufwendungen, um eine notwendige, se­ parate Energiequelle zum Antrieb der Hydraulikpumpe sicherzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage mit Schlupfregelung der eingangs genannten Gattung dahin­ gehend zu verbessern, daß unter Verwendung einfacher, ko­ stengünstiger Konstruktionsmittel und unter Wahrung der Funktionssicherheit eine Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeu­ gung geschaffen ist, die ohne externe Energiequellen bei geringstem Bauaufwand und vorteilhafter Integrationsfähig­ keit im Bremskraftverstärker die geforderte Hilfsdrucker­ zeugung sicherstellt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Hauptan­ spruch kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Hierdurch ist eine Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung ge­ schaffen, die unter Einsatz einfachster Konstruktionsmit­ tel eine funktionssichere, sowie ökonomisch sinnvolle Aus­ nutzung der zur Verfügung stehenden thermodynamischen Zu­ standsgrößen, z. B. die Nutzung des Atmosphärendruckes in Verbindung mit dem aus einer Drosselwirkung eines Ver­ brennungsmotors resultierender Unterdruck ermöglicht.
Um eine biegesteife, sowie gut abdichtende Eigenschaft des Servokolbens im Bremskraftverstärker zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, den Servokolben in Pedalrichtung als konkav gewölbtes, tellerförmiges Bauteil auszuführen und zum Zwecke einer freien, dennoch gut abgedichteten Beweg­ lichkeit an der äußeren Berandung des Servokolbens mit einer ringförmig umschließenden Membran zu versehen, die mit dem Bremskraftverstärkergehäuse in Verbindung steht.
Zweckmäßigerweise ist das Hilfsdruckerzeugergehäuse in einem axialen Abstand mit einem radialen, bundförmigen Ab­ satz versehen, der mit dem Servokolben zur Betätigung des Hilfsdrucksteuerkolbens auf dem Hilfsdruckerzeugergehäuse über eine elastische Dichtung in axialer Richtung frei be­ weglich geführt werden kann, um den Saug- bzw. Druckhub der Pumpe ungehindert zu ermöglichen.
Zur Steuerung des Hilfsdruckes ist vorgesehen, Rückschlag­ ventile in den Hilfsdruckkanälen anzuordnen, welche die Durchströmungsrichtung der Hilfsdruckkanäle zwangsläufig festlegen, um ein Leerlaufen der Hilfsdruckkammer oder ein druckhubseitiges Rückströmen des Fluides zu verhindern.
Weitere Merkmale, Vorteile, Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispieles gemäß Fig. 1 hervor.
Fig. 1 zeigt im Teilschnitt schematisch skizziert den Va­ kuumbremskraftverstärker der schlupfgeregelten Bremsanlage mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeu­ gung, bestehend aus einem in einem Hilfsdruckerzeugerge­ häuse 3 angeordneten Hilfsdrucksteuerkolbens 1, der abhän­ gig von seiner Stellung mehrere Hilfsdruckkanäle 10 druck­ beaufschlagbar betätigt, wobei abhängig von der Stellung des Hilfsdrucksteuerventiles 5 eine Verbindung zwischen den Energiequellen unterschiedlicher Drücke 11 zur Betäti­ gung des Hilfsdrucksteuerkolbens 1 wirksam ist, so daß in der vom Hilfsdrucksteuerkolben 1 im Hilfsdruckerzeugerge­ häuse 3 begrenzten Hilfsdruckkammer 9 ein eingeschlossenes Medium bei Aktivierung des Hilfsdrucksteuerkolbens 1 eine Änderung des Energiezustandes erfährt.
Die Änderung des Energiezustandes in der Hilfsdruckkammer 9 erfolgt durch die mittelbare Einwirkung der Energie­ quellen 11 auf einen mit dem Hilfsdrucksteuerkolben 1 im Bremskraftverstärkergehäuse 7 integriert angeordneten Ser­ vokolben 2.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das vakuum- und druckbe­ aufschlagte Bremskraftverstärkergehäuse 7 rotations­ symmetrisch topfförmig gestaltet, so daß der den Hilfs­ drucksteuerkolben 1 betätigende Servokolben 3 tellerförmig an die Form des Verstärkergehäuses angepaßt ist und an seine äußere Berandung über eine Ringmembrane 12 in Betä­ tigungsrichtung des dem Bremskraftverstärker vorgeschal­ teten Tandemhauptzylinder 19 elastisch im Bremskraftver­ stärkergehäuse 7 hält und abdichtet. An der Innenberandung des relativ steifen, vorzugsweise aus einem Blech ge­ stanzten Servokolbens 2 sorgt eine in Axialrichtung ela­ stisch verformbare Dichtung 13 für die einwandfreie Ab­ dichtung gegenüber dem hohlzylinderförmig gestalteten Hilfsdruckerzeugergehäuses 3, so daß die beiden Stirn­ flächen des Servokolbens 2 über die vorzugsweise elektro­ magnetische Ansteuerung eines als 3/3 Wegeventil ausgebil­ deten Hilfsdrucksteuerventiles 5 von einem Differenzdruck beaufschlagbar sind. Über die als Energiequelle 11 vorhan­ dene atmosphärische Druckquelle hinaus läßt sich in der Regel die Vakuumquelle eines Otto-Motors zur Erzeugung des geforderten Differenzdruckgefälles und damit zur Beauf­ schlagung und zur Bewegung des Servokolbens 2 verwenden, der über eine steife Verbindungsstange den Hilfsdruck­ steuerkolben 1 betätigt, so daß die geforderte Hilfs­ druckerzeugung bei Ausführung einer oszillierenden, aus Saug- und Druckhub bestehenden Pumpbewegung des Hilfs­ drucksteuerkolbens 1 unter Betätigung der nach- und vorge­ schalteten, in Strömungsrichtung öffnenden Rückschlagven­ tile 8 gewährleistet ist. Eine koaxial im Bremskraftver­ stärkergehäuse 7 angeordnete Feder 4 stützt sich unter Einwirkung ihrer Federvorspannkraft mit einem ersten Fe­ derende am Servokolben 2 und mit ihrem zweiten Federende am membranumschlossenen Arbeitskolben 14 des Bremskraft­ verstärkers ab, so daß der Hilfsdrucksteuerkolben 1 im nicht aktivierten Zustand beim Verschieben in seiner Grundstellung einen Saughub ausübt und danach für den Druckhub positioniert ist.
Die folgende Beschreibung soll die Funktionsweise der er­ findungsgemäßen Vorrichtung zur Hilfsdruckversorgung näher erläutern. In der abgebildeten Schaltstellung des als 3/3 Wegeventil ausgeführten Hilfsdrucksteuerventiles 5 gelangt der vorzugsweise am Ansaugkrümmer eines Otto-Motors ange­ zapfte Unterdruck in die links in der Fig. 1 dargestellte Servokammer 15. Eine vor dem Hilfsdrucksteuerventil 5 be­ reits abgezweigte Druckleitung 16 ist permanent an der Bremskraftverstärkerkammer 6 angeschlossen, so daß infolge der Verzweigung an der gleichen Druckquelle der Servokol­ ben 2 unter Einwirkung der Feder 4 in der gezeigten Grund­ position verharrt. Bei elektromagnetischer Ansteuerung des Hilfsdrucksteuerventiles 5 schaltet dieses um, so daß die Servokammer 15 vom Atmosphärendruck oder einem Druck­ speicher als Energiequelle 11 beaufschlagt ist und die Bremskraftverstärkerkammer 6 weiterhin vom Abzweig der Un­ terdruck-Energiequelle 11 beaufschlagt eine Differenzkraft am Servokolben 2 ausübt, die mittels Hilfsdrucksteuerkol­ ben 1 zur Ausübung einer Volumenverkleinerung und damit eines Druckhubes in den Hilfsdruckkammern 9 führt, so daß die Förderung des Hilfsdruckes über die in Pumprichtung öffnende Rückschlagventile 8 letztendlich bis zu den Rad­ bremsen ermöglicht ist. In Abhängigkeit von den vorzugs­ weise über eine Steuergerätelektronik bewerteten und über­ tragenen elektrischen Schaltimpuls an das Hilfsdruck­ steuerventil 5 läßt sich in Abhängigkeit nach dem Kri­ terium Zeitpunkt und Zeitphase eine definerte Hilfsdruck­ einspeischarakteristik an den Radbremsen erzielen.
Bei Mittelstellung des Hilfsdrucksteuerventiles 5 sperrt das 3/3 Wegeventil sowohl den Atmosphären- wie auch den Vakuumanschluß zur Hilfsdrucksteuerkammer 15, so daß eine Pumpbewegung des Hilfsdrucksteuerkolbens 1 unterbleibt.
Zum Zwecke des Kippmomentenausgleichs am Servokolben 2 ist parallel zur Symmetrieachse des Bremskraftverstärkers, jedoch in Fig. 1 nicht ersichtlich, das Hilfsdruckerzeu­ gergehäuse analog mit einem zweiten Hilfsdrucksteuerkolben und den zugehörigen Hilfsdruckkanälen versehen, die der bereits aufgezeigten Funktionsbeschreibung der Hilfsdruck­ vorrichtung entspricht. Durch die Anordnung eines in einem Abstand symmetrisch und parallel dem ersten Hilfsdruck­ steuerkolben zugeordneter zweiter Hilfsdrucksteuerkolben kann bei gleichzeitiger Steigerung der Pumpleistung die Funktionssicherheit beträchtlich erhöht werden.
Bezugszeichenliste
 1 Hilfsdrucksteuerkolben
 2 Servokolben
 3 Hilfsdruckerzeugergehäuse
 4 Feder
 5 Hilfsdrucksteuerventil
 6 Bremskraftverstärkerkammer
 7 Bremskraftverstärkergehäuse
 8 Rückschlagventil
 9 Hilfsdruckkammer
10 Hilfsdruckkanal
11 Energiequelle
12 Ringmembran
13 Dichtung
14 Arbeitskolben
15 Servokammer
16 Druckleitung
17 Druckstange
18 Absatz
19 Tandemhauptzylinder

Claims (20)

1. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung, insbesondere für schlupfgeregelte Bremsanlagen mit einem an einem Tandemhauptzylinder angeschlossenen, pedalkraftbetä­ tigten Bremskraftverstärker, der über den Tandem­ hauptzylinder einen hydraulischen Druck auf die nachgeschalteten Radbremsen überträgt, wobei dieser hydraulische Druck von elektromagnetisch betätigten Steuerventilen beeinflußbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der hydraulische Druck durch die pneumatische Betätigung eines an ei­ nem Hilfsdrucksteuerkolben (1) im Bremskraftverstär­ kergehäuse (7) befestigten Servokolbens (2) in Ab­ hängigkeit von den thermodynamischen Zustandsgrößen unterschiedlicher Energiequellen (11), beeinflußbar ist.
2. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ser­ vokolben (2) im Bremskraftverstärkergehäuse (7) an seiner inneren Berandung von einem auf einem Hilfs­ druckerzeugergehäuse (3) angeordneten Dichtung (13) begrenzt ist.
3. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Servokolben (2) an seiner äußeren Berandung mit einer im Bremskraftverstärkergehäuse (7) befestigten Membrane (12) zusammenwirkt.
4. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Hilfsdruckerzeugergehäuse (3) in koaxialer Lage im Bremskraftverstärkergehäuse (7) starr fixiert ist.
5. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsdruckerzeugergehäuse (3) hohlzylinderförmig ge­ öffnet ist, und zentralsymmetrisch von einer Druck­ stange (17) durchdrungen ist.
6. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Hilfsdruckerzeugergehäuse (3) in einem axialen Abstand einen radialen, bund­ förmigen Absatz (18) mit vergrößertem Durchmesser aufweist.
7. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im bundförmigen Absatz (18) mindestens eine Bohrung zur Aufnahme einer Hilfs­ druckkammer (9) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdruckkammer (9) ein vom Hilfsdrucksteuerkolben (1) verschließbares, aus Saug- und Druckhub gebil­ detes, variables Volumen aufweist.
9. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Saug- und Druckhub des Hilfsdrucksteuerkolbens (1) durch eine synchrone An­ passung des Bewegungsablaufes an die oszillierende Bewegung des Servokolbens (2) erfolgt.
10. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Servokolben (2) angepaßte Bewegung des Hilfs­ drucksteuerkolbens (1) über ein starres Verbindungs­ glied synchron erfolgt.
11. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der dem Hilfsdrucksteuer­ kolben (1) entgegengesetzten Stirnfläche der Hilfs­ druckkammer (9) Hilfsdruckkanäle (10) angeordnet sind.
12. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest ein Hilfsdruckkanal (10) über ein in Strö­ mungsrichtung öffnendes Rückschlagventil (8) einen Vorratsbehälter mit der Hilfsdruckkammer (9) verbin­ det.
13. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß min­ destens ein Hilfsdruckkanal (10) über ein in Strö­ mungsrichtung öffnendes Rückschlagventil (8) die Radbremsen mit der Hilfsdruckkammer (9) verbindet.
14. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Servokolben (2) an­ näherungsweise die Form eines zur Pedalseite konkav gewölbten Tellers aufweist, wobei der Servokolben (2) an seiner inneren Berandung von einer koaxialen Bohrung zur Aufnahme des Hilfsdruckerzeugergehäuses (3) durchdrungen ist.
15. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einem radialem Abstand zur Innenberandung des Servokolbens (2) eine Feder (4) mit einem ersten Federende abstützend auf der hohl gewölbten Sirnfläche des Servokolbens gelagert ist.
16. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die pneumatische Betätigung des Servokolbens (2) über ein als 3/3 Wegeventil ausgebildetes Hilfsdrucksteuerventil (5) erfolgt.
17. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansteuerung des Hilfs­ drucksteuerventiles (5) auf elektromagnetischem Wege erfolgt.
18. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung des Hilfsdrucksteuerventiles (5) über einen vom Pumpenhub des Hilfsdrucksteuerkolbens (1) abhängigen Kontaktschalter vollziehbar ist.
19. Vorrichtung zur Hilfdruckerzeugung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ steuerung des Hilfsdrucksteuerventiles (5) über Steuergerätesignale der Bremsschlupfregelelektronik, vorzugsweise in Abhängigkeit der geforderten Druck­ einspeisecharakteristik nach dem Kriterium Zeitpunkt und Zeitphase, geschieht.
20. Vorrichtung zur Hilfsdruckerzeugung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsdrucksteuerventil (5) eine Verbindung zwischen Energiequellen (11) unterschiedlicher Drücke, vor­ zugsweise dem Unterdruck im Ansaugkrümmer eines Otto-Motors und dem Atmosphärendruck herstellbar ist.
DE3912938A 1989-04-20 1989-04-20 Vorrichtung zur hilfsdruckerzeugung, insbesondere fuer schlupfgeregelte bremsanlagen Withdrawn DE3912938A1 (de)

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