DE19756248A1 - Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit mit verbesserter Bremsfähigkeit bei einem Bremskraftverstärkerausfall - Google Patents
Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit mit verbesserter Bremsfähigkeit bei einem BremskraftverstärkerausfallInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bremskraftverstärker/Haupt
zylinder-Einheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage. Bei solchen
Einheiten erhöht der Bremskraftverstärker die von einem Fahrer
eingeleitete Betätigungskraft und sorgt so dafür, daß hohe
Bremskräfte mit einer relativ niedrigen Betätigungskraft aufge
bracht werden können. Die auf den Hauptzylinder bei einer
Betätigung einwirkende Kraft setzt sich demnach aus einem
Fußkraftanteil, der vom Fahrer aufgebracht wird, und einem
Anteil zusammen, der durch den Bremskraftverstärker aufgebracht
wird. Bei PKWs und Kleintransportern ist der Bremskraftverstär
ker üblicherweise ein Unterdruckbremskraftverstärker.
Damit auch bei einem Ausfall des Bremskraftverstärkers noch
eine ausreichende Bremsverzögerung erzielt werden kann,
schreibt der Gesetzgeber einen bestimmten Mindestverzögerungs
wert vor, in Deutschland beispielsweise 0,3 g, der mit einer
definierten Betätigungskraft erreichbar sein muß. Diese gesetz
liche Forderung bestimmt maßgeblich die Grundauslegung des
hydraulischen Wirkdurchmessers des oder der im Hauptzylinder
angeordneten Kolben. Mit einem gegebenen Wirkdurchmesser seines
Kolbens muß der Hauptzylinder einerseits dazu in der Lage sein,
genügend Fluidvolumen verschieben zu können, um den gewünschten
Druckaufbau an den Radbremsen zu ermöglichen, andererseits muß
mit diesem gegebenen Wirkdurchmesser bei einem Ausfall des
Bremskraftverstärkers auch die gesetzlich vorgegebene Mindest
verzögerung erreicht werden können. Während zur Erfüllung der
ersten Forderung, der Verschiebung des Fluidvolumens, ein
möglichst großer Wirkdurchmesser wünschenswert wäre, ist zur
Erfüllung der zweiten Forderung (Mindestverzögerung) meist ein
kleinerer Wirkdurchmesser erforderlich. Um mit einem kleineren
Wirkdurchmesser genügend Fluidvolumen verschieben zu können,
muß der Kolbenhub verlängert werden. Ein längerer Kolbenhub
führt jedoch automatisch zu einer größeren Baulänge des
Hauptzylinders. Die Einbausituation einer Bremskraftverstär
ker/Hauptzylinder-Einheit im Motorraum eines Fahrzeuges ist
allerdings häufig so beengt, insbesondere bei Kleinwagen und
Kleintransportern, aber auch bei mit vielen Sonderausstattungen
versehenen PKWs mittlerer und oberer Fahrzeugklassen, daß eine
größere Baulänge der Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit
zu enormen Unterbringungsproblemen dieser Einheit führt.
Aus der DE 196 20 228 A1 ist ein Hauptzylinder bekannt, bei dem
eine durch einen Kolben von einer Druckkammer getrennte Nach
laufkammer mit der Druckkammer flüssigkeitsleitend verbunden
wird, wenn die Bremskraft nur vom Bremskraftverstärker selbst
aufgebracht werden muß. Solche Betriebszustände treten bei
spielsweise dann auf, wenn ein Antriebsschlupfregelungssystem
bei rutschiger oder glatter Fahrbahn eines oder mehrere An
triebsräder durch gezieltes Abbremsen am Durchdrehen hindert,
oder wenn ein Fahrdynamikregelungssystem einzelne Fahrzeugräder
selektiv abbremst, um einem Ausbrechen oder Schleudern des
Fahrzeugs entgegenzuwirken. Wichtigste Voraussetzung der in der
DE 196 20 228 A1 beschriebenen Anordnung ist eine ordnungsgemä
ße Funktion des Bremskraftverstärkers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremskraftver
stärker/Hauptzylinder-Einheit bereitzustellen, die die Ver
schiebung ausreichend großer Fluidvolumina erlaubt und die bei
einem Bremskraftverstärkerausfall das Erreichen der gesetzlich
vorgeschriebenen Mindestverzögerung mit der definierten Fuß
kraft ermöglicht.
Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Variante ist diese Aufgabe
bei einer Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit, bei der
der Kolben des Hauptzylinders, auf den die Eingangskraft vom
Bremskraftverstärker mittels eines stangenförmigen Betätigungs
gliedes übertragen wird, eine größere hydraulisch wirksame
Fläche als das Betätigungsglied aufweist, dadurch gelöst, daß
die Einrichtung zur flüssigkeitsleitenden Verbindung der Druck
kammer und der Nachlaufkammer die genannten beiden Kammern dann
miteinander verbindet, wenn der Bremskraftverstärker nicht oder
nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert. Erfindungsgemäß kommt
somit bei einem Defekt oder einem Ausfall des Bremskraftver
stärkers die kleinere hydraulisch wirksame Fläche des Betäti
gungsgliedes zum Tragen, so daß die von einem Fahrer
eingeleitete Betätigungskraft hydraulisch stärker untersetzt
wird und damit trotz der fehlenden Kraftverstärkung durch den
Bremskraftverstärker den Aufbau einer ausreichend hohen Brems
kraft ermöglicht. Der hierbei erforderliche, gegenüber einer
ordnungsgemäß funktionierenden Bremskraftverstär
ker/Hauptzylinder-Einheit größere Betätigungshub zeigt dem
Fahrer deutlich, daß mit seiner Bremsanlage etwas nicht in
Ordnung ist.
Vorteilhaft umfaßt die Einrichtung zum flüssigkeitsleitenden
Verbinden von Druckkammer und Nachlaufkammer ein Ventil, das in
einer ersten Stellung die Nachlaufkammer mit einem Vorratsbe
hälter für Hydraulikfluid und in einer zweiten Stellung die
Druckkammer mit der Nachlaufkammer verbindet. In der ersten
Stellung des Ventils, die es bei ordnungsgemäßer Funktion der
Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit einnimmt, ist die
Nachlaufkammer somit funktionslos, denn Hydraulikfluid wird bei
einer Verschiebung des Kolbens lediglich in die Nachlaufkammer
gesaugt oder aus ihr zurück in den Hydraulikfluid-Vor
ratsbehälter gedrückt. In der zweiten Stellung des Ventils,
die es bei einem Defekt oder einem Ausfall des Bremskraftver
stärkers einnimmt und in der der Vorratsbehälter von der Nach
laufkammer abgetrennt ist, wird bei einer Verschiebung des
Kolbens das von ihm verschobene Hydraulikfluid unter Druckauf
bau zu einem Teil in die Nachlaufkammer und zum anderen Teil
durch den mit einem Bremskreis verbundenen Druckauslaß gepreßt.
Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Alternative ist die obige
Aufgabe dadurch gelöst, daß die Nachlaufkammer in ständiger
flüssigkeitsleitender Verbindung mit einem Vorratsbehälter für
Hydraulikfluid steht, daß der Kolben auf seiner von dem Betäti
gungsglied abgewandten Seite mechanisch verbunden ist mit einem
Zwischenkolben, der einen kleineren Durchmesser als der Kolben
hat, und der sich in eine von der Druckkammer getrennte Zwi
schendruckkammer erstreckt, die einen zweiten zur Verbindung
mit dem genannten Bremskreis vorgesehenen Druckauslaß aufweist,
und daß die Einrichtung zum flüssigkeitsleitenden Verbinden von
Druckkammer und Nachlaufkammer diese beiden Kammern miteinander
verbindet und den in der Druckkammer vorhandenen, ersten Druck
auslaß von dem genannten Bremskreis absperrt, wenn der Brems
kraftverstärker nicht oder nicht ordnungsgemäß funktioniert.
Gegenüber der ersten erfindungsgemäßen Variante hat diese
zweite Variante den Vorteil, daß das Maß der Untersetzungsände
rung, das beim flüssigkeitsleitenden Verbinden von Druckkammer
und Nachlaufkammer eintritt, unabhängig ist von der hydrauli
schen Wirkfläche des Betätigungsgliedes. Das bedeutet, daß
einerseits das Betätigungsglied ohne Rücksicht auf eine be
stimmte hydraulische Untersetzung dimensioniert werden kann,
und daß andererseits der Zwischenkolben so ausgelegt werden
kann, daß eine gewünschte hydraulische Untersetzung erreicht
wird. Der Zwischenkolben kann einstückig mit dem die Nachlauf
kammer von der Druckkammer trennenden Kolben ausgeführt sein,
er kann jedoch auch ein separates Bauteil bilden, das lediglich
an dem vorgenannten Kolben anliegt oder mit ihm auf andere
Weise verbunden ist, beispielsweise durch Verschrauben.
Bei ordnungsgemäßer Funktion des Bremskraftverstärkers tragen
sowohl die Druckkammer durch den ersten Druckauslaß als auch
die Zwischendruckkammer durch den zweiten Druckauslaß zum
Druckaufbau in dem mit den vorgenannten Druckauslässen verbun
denen Bremskreis bei. Bezüglich dieses Bremskreises addieren
sich bei ordnungsgemäßer Funktion des Bremskraftverstärkers die
hydraulisch wirksamen Flächen des Zwischenkolbens und des die
Nachlaufkammer von der Druckkammer trennenden Kolbens. Die
Nachlaufkammer ist in diesem Betriebszustand funktionslos; beim
Betätigen des Hauptzylinders wird Hydraulikfluid drucklos aus
dem Hydraulikfluid-Vorratsbehälter in die Nachlaufkammer einge
saugt, und bei der Rückkehrbewegung des die Nachlaufkammer von
der Druckkammer trennenden Kolbens wieder in den Hydraulik
fluid-Vorratsbehälter zurückverschoben. Bei einem Defekt oder
einem Ausfall des Bremskraftverstärkers wird die Druckkammer
mit der Nachlaufkammer flüssigkeitsleitend verbunden und der in
der Druckkammer vorhandene erste Druckauslaß wird geschlossen.
Auf diese Weise findet ein Druckaufbau in dem genannten Brems
kreis nur noch über die Zwischendruckkammer und die darin
angeordnete, hydraulisch wirksame Fläche des Zwischenkolbens
statt. Die hydraulisch wirksame Fläche des die Nachlaufkammer
von der Druckkammer trennenden Kolbens verschiebt dann ledig
lich ein bestimmtes Fluidvolumen aus der Druckkammer in die
Nachlaufkammer und von dort in den Hydraulikfluid-Vorrats
behälter. Die Nachlaufkammer stellt somit in diesem Betriebszu
stand eine Verbindung zwischen der Druckkammer und dem Hydrau
likfluid-Vorratsbehälter her. Gemäß einem abgewandelten
Ausführungsbeispiel dieser zweiten Alternative entfällt die
Nachlaufkammer vollständig und es wird statt dessen bei einem
Defekt oder einem Ausfall des Bremskraftverstärkers die Druck
kammer direkt mit dem Hydraulikfluid-Vorratsbehälter verbunden.
Bevorzugt umfaßt bei der zweiten Alternative der erfindungsge
mäßen Lösung die Einrichtung zum flüssigkeitsleitenden Verbin
den von Druckkammer und Nachlaufkammer ein Ventil, das in einer
ersten Stellung den ersten Druckauslaß mit dem zweiten Druck
auslaß und in einer zweiten Stellung den ersten Druckauslaß mit
der Nachlaufkammer verbindet. Ist gemäß der abgewandelten
Ausführungsform der zweiten Alternative keine Nachlaufkammer
vorhanden, dann verbindet das Ventil in seiner ersten Stellung
den ersten Druckauslaß mit dem zweiten Druckauslaß und in
seiner zweiten Stellung den ersten Druckauslaß mit dem Hydrau
likfluid-Vorratsbehälter.
Bei beiden Alternativen der erfindungsgemäßen Bremskraftver
stärker/Hauptzylinder-Einheit weist das der genannten Einrich
tung zugehörige Ventil vorzugsweise einen Betätigungsstößel
auf, der mit der Membran einer Unterdruckdose zusammenwirkt,
die in einer Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers ange
ordnet ist. Mit Hilfe der Unterdruckdose kann bei dieser Aus
führungsform festgestellt werden, ob der Bremskraftverstärker
ordnungsgemäß funktioniert. Bei ordnungsgemäßer Funktion muß in
der Unterdruckkammer ein bestimmter Unterdruck gegenüber der
Atmosphäre vorhanden sein. Steigt der Druck in der Unterdruck
kammer an, bedeutet dies, daß der Bremskraftverstärker nicht
mehr ordnungsgemäß funktioniert. Die Membran der Unterdruckdose
wirkt dabei mit dem Betätigungsstößel des Ventils derart zusam
men, daß das Ventil bei Überschreiten einer vorgegebenen Druck
schwelle in der Unterdruckkammer in seine zweite Stellung
bewegt wird, in der nur noch die kleinere hydraulische Wirkflä
che des Betätigungsgliedes bzw. des Zwischenkolbens den Druck
aufbau im genannten Bremskreis bewirkt.
Gemäß einer konstruktiv vorteilhaften Ausgestaltung ist das
Ventil federnd in seine zweite Stellung vorgespannt, beispiels
weise durch eine auf die Membran der Unterdruckdose wirkende
Feder. Ist in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers
der seiner ordnungsgemäßen Funktion entsprechende Unterdruck
vorhanden, wirkt auf die Membran der Unterdruckdose eine der
vorgenannten Feder entgegengerichtete Kraft, so daß das Ventil
seine erste Stellung einnimmt. Sinkt der Unterdruck in der
Unterdruckkammer, überwiegt die Kraft der das Ventil in seine
zweite Stellung vorspannenden Feder, so daß das Ventil diese
zweite Stellung einnimmt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit ist das Ventil ein
Elektromagnetventil, das mit einem in einer Unterdruckkammer
des Bremskraftverstärkers angeordneten Drucksensor verbunden
ist. Dieser Drucksensor gibt bei Überschreiten einer vorgegebe
nen Druckschwelle, d. h. beim Absinken des in der Unterdruckkam
mer herrschenden Unterdrucks, ein elektrisches Signal ab, das
das Elektromagnetventil veranlaßt, seine zweite Stellung einzu
nehmen. In einer einfachen Ausgestaltung dieser Ausführungsform
ist der Drucksensor direkt mit dem Elektromagnetventil verbun
den. Alternativ ist der Drucksensor über ein elektronisches
Steuergerät mit dem Elektromagnetventil verbunden, das auch
andere Funktionen der Bremsanlage steuert, beispielsweise eine
Bremsschlupf- und/oder Antriebsschlupfregelung und ähnliches.
Da heutige Bremsanlagen zumeist Zweikreis-Bremsanlagen sind,
befindet sich bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungs
gemäßen Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit in der
Bohrung des Hauptzylinders ein darin abdichtend und verschieb
bar geführter weiterer Kolben, der als Schwimmkolben ausgebil
det ist und der in der Bohrung eine weitere Druckkammer mit
einem dritten Druckauslaß begrenzt, der zur Verbindung mit dem
zweiten Bremskreis vorgesehen ist.
Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Bremskraftver
stärker/Hauptzylinder-Einheit werden im folgenden anhand der
beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä
ßen Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit im
Längsschnitt, und
Fig. 2 ein dem ersten Ausführungsbeispiel ähnliches, etwas
abgewandeltes zweites Ausführungsbeispiel ebenfalls
im Längsschnitt.
Fig. 1 zeigt eine Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit 10
bestehend aus einem Bremskraftverstärker 12 und einem damit
verbundenen, nachgeschalteten Hauptzylinder 14. Einheiten
dieser Art gelangen heutzutage millionenfach in PKWs und klei
neren Nutzfahrzeugen zum Einbau.
Der Bremskraftverstärker 12 ist hier ein Unterdruckbremskraft
verstärker in sogenannter Tandembauweise, d. h. er hat ein
Gehäuse 16, dessen Innenraum durch eine feststehende Trennwand
18 und zwei bewegliche Trennwände 20, 20' in zwei Unterdruck
kammern 22, 22' und zwei Arbeitskammern 24, 24' unterteilt ist.
Wie bei Unterdruckbremskraftverstärkern üblich, ist jede Unter
druckkammer 22, 22' im Betrieb des Bremskraftverstärkers stän
dig mit einer Unterdruckquelle verbunden, beispielsweise mit
dem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors, der das Fahrzeug
antreibt, in das die Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit
10 eingebaut ist. Die Arbeitskammern 24, 24' stehen bei unbetä
tigter Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit 10 ebenfalls
mit der Unterdruckquelle in Verbindung, so daß in ihnen zu
nächst dasselbe Druckniveau wie in den Unterdruckkammern 22,
22' herrscht.
Bei einer Betätigung des Bremskraftverstärkers 12, die über ein
im wesentlichen stangenförmiges Eingangsglied 26 erfolgt, an
dessen freiem Ende beispielsweise ein hier nicht dargestelltes
Fahrzeugbremspedal angelenkt ist, sorgt ein allgemein mit 28
bezeichnetes und hier nicht näher beschriebenes Steuerventil
dafür, daß die Arbeitskammern 24, 24' von der Unterdruckquelle
getrennt und mit Atmosphärendruck (oder mit Überdruck) verbun
den werden. An den beiden beweglichen Trennwänden 20, 20' baut
sich daraufhin eine Druckdifferenz auf, die zur Verschiebung
der Trennwände 20, 20' in den Figuren nach links führt. Die
dabei entstehende Kraft in Betätigungsrichtung wird von den
beweglichen Trennwänden 20, 20' auf das Gehäuse des Steuerven
tils 28 übertragen und von dort zusammen mit der über das
Eingangsglied 26 eingeleiteten Betätigungskraft an ein stangen
förmiges Betätigungsglied 30 des Hauptzylinders 14 abgegeben.
Die Kraft, mit der der Hauptzylinder 14 betätigt wird, entsteht
demnach durch die Addition der von einem Fahrer über das Ein
gangsglied 26 des Bremskraftverstärkers 12 eingeleiteten Betä
tigungskraft und der daraufhin vom Bremskraftverstärker 12
durch die Verschiebung der beweglichen Trennwände 20, 20'
erzeugten zusätzlichen Betätigungskraft. Diese Funktion und der
Aufbau eines Unterdruckbremskraftverstärkers 12 sind Fachleuten
auf diesem Gebiet wohlbekannt, weshalb hier auf eine weiterge
hende Erläuterung verzichtet werden kann.
Der Hauptzylinder 14 hat ein Gehäuse 32 mit einer darin ausge
bildeten Bohrung 34, in der ein mit dem stangenförmigen Betäti
gungsglied 30 gekoppelter Kolben 36 abdichtend und verschiebbar
geführt ist.
Der Kolben 36 begrenzt in der Bohrung 34 auf seiner einen, vom
Bremskraftverstärker 12 abgewandten Seite eine Druckkammer 38
und auf seiner gegenüberliegenden, dem Bremskraftverstärker 12
zugewandten Seite eine Nachlaufkammer 40.
Auf seiner vom Betätigungsglied 30 abgewandten Seite steht der
Kolben 36 in mechanischer Verbindung mit einem Zwischenkolben
42, der sich aus der Druckkammer 38 eine Zwischenwand 44 in der
Bohrung 34 durchsetzend in eine Zwischendruckkammer 46 des
Hauptzylinder 14 erstreckt. Die Druckkammer 38 hat einen ersten
Druckauslaß 48 und die Zwischendruckkammer 46 hat einen zweiten
Druckauslaß 50. Beide Druckauslässe 48 und 50 sind dazu vorge
sehen, mit ein und demselben Bremskreis verbunden zu werden. In
den Figuren ist dieser Bremskreis derjenige, der für einen
Bremsdruckaufbau an hier nur schematisch dargestellten Radbrem
sen 52 und 54 verantwortlich ist.
Zur Realisierung eines zweiten Bremskreises ist in der Bohrung
34 des Hauptzylindergehäuses 32 ein weiterer Kolben 56 abdich
tend und verschiebbar geführt, der hier als Schwimmkolben
ausgebildet ist. Der weitere Kolben 56, dessen in den Figuren
rechte Stirnfläche eine Begrenzungswand der Zwischendruckkammer
46 bildet, begrenzt mit seiner gegenüberliegenden Stirnfläche
zusammen mit der Bohrung 34 eine weitere Druckkammer 58 mit
einem dritten Druckauslaß 60, der zur Verbindung mit einem
zweiten Bremskreis vorgesehen ist, dem in den Figuren Radbrem
sen 62 und 64 zugeordnet sind.
Sowohl die Nachlaufkammer 40 als auch die Druckkammer 38 und 58
sind, wie in den Figuren dargestellt, flüssigkeitsleitend mit
einem Vorratsbehälter 66 für Hydraulikfluid verbunden. In den
Druckkammern 38 und 58 sind die die Verbindung zum Vorratsbe
hälter 66 herstellenden Öffnungen dabei so angeordnet, daß
diese Öffnungen von den sich im Zuge einer Betätigung des
Hauptzylinders 14 verschiebenden Kolben 36 bzw. 56 praktisch
sofort nach dem Beginn der Betätigung verschlossen werden, so
daß sich Druck in den Druckkammern 38 und 58 aufbauen kann. Die
Nachlaufkammer 40 hingegen ist ständig mit dem Vorratsbehälter
66 für Hydraulikfluid verbunden.
Um wahlweise die Druckkammer 38 mit der Nachlaufkammer 40
flüssigkeitsleitend verbinden zu können, ist eine Einrichtung
vorhanden, die im wesentlichen aus einem Ventil 68 besteht, das
in einer ersten Stellung den ersten Druckauslaß 48 der Druck
kammer 38 mit dem zweiten Druckauslaß 50 der Zwischendruckkam
mer 46 verbindet, und das in einer zweiten Stellung den ersten
Druckauslaß 48 mit der Nachlaufkammer 40 verbindet. Das Ventil
68 hat einen Betätigungsstößel 70, der mit der Membran 72 einer
Unterdruckdose 74 zusammenwirkt, die in der Unterdruckkammer 22
des Bremskraftverstärkers 12 angeordnet ist. Die Membran 72 ist
durch eine in der Unterdruckdose 74 befindliche Feder 76 gegen
den Betätigungsstößel 70 vorgespannt, wodurch das Ventil 68
federnd in seine zweite Stellung vorgespannt ist.
Im folgenden wird die Funktion der Bremskraftverstärker/
Hauptzylinder-Einheit 10 näher erläutert. Es wird zunächst
davon ausgegangen, daß der Bremskraftverstärker 12 ordnungsge
mäß funktioniert, d. h. in seinen Unterdruckkammern 22, 22' wird
das konstruktiv vorgesehene Unterdruckniveau erreicht. An der
Membran 72 der Unterdruckdose 74 liegt dann eine Druckdifferenz
an, die groß genug ist, um die Membran 72 entgegen der Kraft
der Feder 76 zu bewegen und dadurch, über den Betätigungsstößel
70, das Ventil 68 in seine erste Stellung zu verschieben, in
der die beiden Druckauslässe 48 und 50 miteinander verbunden
sind. Eine Betätigung des Hauptzylinders 14 führt zu einer
Verschiebung des Kolbens 36, des mit ihm gekoppelten Zwischen
kolbens 42 und des schwimmend angeordneten Kolbens 56. Entspre
chend der Verschiebung wird bei sich in seiner ersten Stellung
befindendem Ventil 68 in den Druckkammern 38 und 58 sowie in
der Zwischendruckkammer 46 Hydraulikdruck aufgebaut. Da die
beiden Druckauslässe 48 und 50 miteinander verbunden sind, sind
bezüglich desjenigen Bremskreises, dem die Radbremsen 52 und 54
zugeordnet sind, die hydraulisch wirksamen Flächen des Kolbens
36 und des Zwischenkolbens 42 am Druckaufbau beteiligt.
Es soll nun angenommen werden, daß das Unterdruckniveau in der
Unterdruckkammer 22 des Bremskraftverstärkers 12 aufgrund eines
Defekts nicht mehr den konstruktiv vorgesehenen Wert erreicht.
Der Abfall des Unterdrucks in der Unterdruckkammer 22, d. h. der
Anstieg des Drucks in dieser Kammer, führt zu einer kleiner
werdenden Druckdifferenz an der Membran 72 und damit ab einem
bestimmten Wert dazu, daß die Kraft der Feder 76 überwiegt und
die Membran 72 in Richtung auf die Wand des Bremskraftverstär
kergehäuses 16 verschiebt. Aufgrund des mit der Membran 72
gekoppelten Betätigungsstößels 70 nimmt das Ventil 68 daraufhin
seine zweite Stellung ein, in der der erste Druckauslaß 48 mit
der Nachlaufkammer 40 verbunden ist. Bei einer Betätigung des
Hauptzylinders 14 kann Bremsdruck in dem den Radbremsen 52 und
54 zugeordneten Bremskreis dann nur noch über die Zwischen
druckkammer 46 und ihren zweiten Druckauslaß 50 aufgebaut
werden. Das bedeutet, daß zum Druckaufbau in diesem Bremskreis
nur noch die hydraulisch wirksame Fläche des Zwischenkolbens 42
beiträgt. Da die hydraulisch wirksame Fläche des Zwischenkol
bens 42 deutlich kleiner als die hydraulisch wirksame Ge
samtfläche beider Kolben 36 und 42 ist, kann ein Fahrzeugführer
trotz des Bremskraftverstärkerausfalls noch einen ausreichend
hohen Bremsdruck aufbauen, allerdings unter Inkaufnahme eines
vergrößerten Betätigungshubes. Dieser vergrößerte Betätigungs
hub, der vom Fahrzeugführer am Bremspedal als längerer Betäti
gungsweg wahrgenommen wird, zeigt ihm unmißverständlich an, daß
seine Bremsanlage nicht in Ordnung ist.
Befindet sich das Ventil 68 in seiner zweiten Stellung, dann
wird bei einer Betätigung des Hauptzylinders 14 Hydraulikfluid
aus der Druckkammer 38 lediglich in die Nachlaufkammer 40 und
von dort in den Vorratsbehälter 66 für Hydraulikfluid drucklos
verschoben. Durch eine geeignete Wahl des Verhältnisses der
hydraulisch wirksamen Fläche des Zwischenkolbens 42 zur hydrau
lisch wirksamen Gesamtfläche von Kolben 36 und Zwischenkolben
42 kann das Maß der bei einem Ausfall des Bremskraftverstärkers
12 eintretenden hydraulischen Untersetzungsänderung des
Hauptzylinders 14 unabhängig von dem Durchmesser des stangen
förmigen Betätigungsgliedes 30 eingestellt werden.
Das in Fig. 2 wiedergegebene, zweite Ausführungsbeispiel der
Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit 10 unterscheidet
sich von dem zuvor erläuterten ersten Ausführungsbeispiel
dadurch, daß das mit der Unterdruckdose 74 zusammenwirkende
Ventil 68 ersetzt ist durch ein Elektromagnetventil 68', wel
ches mit einem elektronischen Steuergerät 78 in Verbindung
steht, das wiederum mit einem Drucksensor 80 verbunden ist, der
den jeweils herrschenden Druck in der Unterdruckkammer 22 des
Bremskraftverstärkers 12 mißt. Steigt der Druck in der Unter
druckkammer 22 über einen vorgegebenen Wert an, gibt der Druck
sensor 80 ein Signal an das Steuergerät 78 ab, welches
daraufhin das Elektromagnetventil 68' dazu veranlaßt, seine
zweite Stellung einzunehmen, in der der erste Druckauslaß 48
der Druckkammer 38 mit der Nachlaufkammer 40 verbunden ist. Die
Funktion des zweiten Ausführungsbeispieles entspricht damit
derjenigen des ersten Ausführungsbeispieles.
Gemäß einem abgewandelten und hier nicht dargestellten dritten
Ausführungsbeispiel verbindet das Ventil 68, 68' in seiner
zweiten Stellung den ersten Druckauslaß 48 direkt mit dem
Vorratsbehälter 66 für Hydraulikfluid. Die Nachlaufkammer 40
entfällt bei diesem dritten Ausführungsbeispiel vollständig.
Bei einem ebenfalls nicht dargestellten, vierten Ausführungs
beispiel entfallen der Zwischenkolben 42, die Zwischenwand 44
und die Zwischendruckkammer 46. Ein dem Ventil 68, 68' entspre
chendes Ventil verbindet in seiner ersten Stellung, die bei
ordnungsgemäßer Funktion des Bremskraftverstärkers 12 eingenom
men wird, die Nachlaufkammer 40 mit dem Vorratsbehälter 66 für
Hydraulikfluid, und in seiner zweiten Stellung, die bei einem
Defekt des Bremskraftverstärkers 12 eingenommen wird, die
Druckkammer 38 mit der Nachlaufkammer 40. In der zweiten Stel
lung des Ventils wird daher ein Teil des Hydraulikfluids aus
der Druckkammer 38 in die Nachlaufkammer 40 verschoben; zum
Druckaufbau trägt somit nur noch die hydraulisch wirksame
Fläche des stangenförmigen Betätigungsgliedes 30 bei, die
kleiner als die hydraulisch wirksame Fläche des Kolbens 36 ist.
Ebenso wie bei den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen kann
daher bei einem Ausfall des Bremskraftverstärkers 12 ein genü
gend hoher Bremsdruck bei allerdings verlängertem Betätigungs
weg aufgebaut werden.
Claims (9)
1. Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit (10) für eine
hydraulische Fahrzeugbremsanlage, deren Hauptzylinder (14) ein
Gehäuse (32) mit einer darin ausgebildeten Bohrung (34) auf
weist, in der ein Kolben (36) abdichtend und verschiebbar
geführt ist, der mit einem stangenförmigen Betätigungsglied
(30) zum Übertragen einer Eingangskraft von dem Bremskraftver
stärker (12) auf den Kolben (36) mechanisch verbunden ist, und
der in der Bohrung (34) auf seiner einen Seite eine Druckkammer
(38) mit einem zur Verbindung mit einem Bremskreis vorgesehenen
Druckauslaß (48) und auf seiner gegenüberliegenden und dem
Betätigungsglied (30) zugewandten, anderen Seite eine Nachlauf
kammer (40) begrenzt, wobei der Kolben (36) eine größere hy
draulisch wirksame Fläche als das Betätigungsglied (30)
aufweist, und wobei eine Einrichtung vorhanden ist, die die
Druckkammer (38) und die Nachlaufkammer (40) wahlweise flüssig
keitsleitend miteinander verbinden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung die Druckkammer
(38) und die Nachlaufkammer (40) miteinander verbindet, wenn
der Bremskraftverstärker (12) nicht oder nicht ordnungsgemäß
funktioniert.
2. Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum flüssigkeits
leitenden Verbinden von Druckkammer (38) und Nachlaufkammer
(40) ein Ventil umfaßt, das in einer ersten Stellung die Nach
laufkammer (40) mit einem Vorratsbehälter (66) für Hydraulik
fluid und in einer zweiten Stellung die Druckkammer (38) mit
der Nachlaufkammer (40) verbindet.
3. Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit (10) für eine
hydraulische Fahrzeugbremsanlage, deren Hauptzylinder (14) ein
Gehäuse (32) mit einer darin ausgebildeten Bohrung (34) auf
weist, in der ein Kolben (36) abdichtend und verschiebbar
geführt ist, der mit einem stangenförmigen Betätigungsglied
(30) zum Übertragen einer Eingangskraft von dem Bremskraftver
stärker (12) auf den Kolben (36) mechanisch verbunden ist, und
der in der Bohrung (34) auf seiner einen Seite eine Druckkammer
(38) mit einem zur Verbindung mit einem Bremskreis vorgesehenen
ersten Druckauslaß (48) und auf seiner gegenüberliegenden und
dem Betätigungsglied (30) zugewandten, anderen Seite eine
Nachlaufkammer (40) begrenzt, wobei eine Einrichtung vorhanden
ist, die die Druckkammer (38) und die Nachlaufkammer (40)
wahlweise flüssigkeitsleitend miteinander verbinden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Kolben (36) auf seiner einen, von dem Betätigungsglied (30) abgewandten Seite mechanisch verbunden ist mit einem Zwischenkolben (42), der einen kleineren Durchmesser als der Kolben (36) hat und der sich in eine von der Druckkammer (38) getrennte Zwischendruckkammer (46) mit einem zur Verbindung mit dem genannten Bremskreis vorgesehenen zweiten Druckauslaß (50) erstreckt,
- - die Nachlaufkammer (40) in ständiger flüssigkeitsleitender Verbindung mit einem Vorratsbehälter (66) für Hydraulikfluid steht, und daß
- - die Einrichtung die Druckkammer (38) und die Nachlaufkammer (40) miteinander verbindet und den ersten Druckauslaß (48) von dem genannten Bremskreis absperrt, wenn der Bremskraftverstär ker (12) nicht oder nicht ordnungsgemäß funktioniert.
4. Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit nach
Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum flüssigkeits
leitenden Verbinden von Druckkammer (38) und Nachlaufkammer
(40) ein Ventil (68) umfaßt, das in einer ersten Stellung den
ersten Druckauslaß (48) mit dem zweiten Druckauslaß (50) und in
einer zweiten Stellung den ersten Druckauslaß (48) mit der
Nachlaufkammer (40) verbindet.
5. Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit nach
Anspruch 2 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß in einer Unterdruckkammer (22) des
Bremskraftverstärkers (12) eine Unterdruckdose (74) mit einer
Membran (72) angeordnet ist, und daß das Ventil (68) einen
Betätigungsstößel (70) aufweist, der mit der Membran (72)
derart zusammenwirkt, daß das Ventil (68) bei Überschreiten
einer vorgegebenen Druckschwelle in der Unterdruckkammer (22)
des Bremskraftverstärkers (12) in seine zweite Stellung bewegt
wird.
6. Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit nach
Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (68) federnd in seine
zweite Stellung vorgespannt ist.
7. Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit nach
Anspruch 2 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (68, 68') ein mit einem
Drucksensor (80) verbundenes Elektromagnetventil (68') ist,
wobei der Drucksensor (80) in einer Unterdruckkammer (22) des
Bremskraftverstärkers (12) angeordnet ist und bei Überschreiten
einer vorgegebenen Druckschwelle ein elektrisches Signal ab
gibt, das das Elektromagnetventil (68') veranlaßt, seine zweite
Stellung einzunehmen.
8. Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit nach
Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (80) über ein
elektronisches Steuergerät (78) mit dem Elektromagnetventil
(68') verbunden ist.
9. Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein als Schwimmkolben ausgebildeter
weiterer Kolben (56) abdichtend und verschiebbar in der Bohrung
(34) geführt ist und darin eine weitere Druckkammer (58) be
grenzt.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997156248 DE19756248A1 (de) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit mit verbesserter Bremsfähigkeit bei einem Bremskraftverstärkerausfall |
EP98961250A EP1037784A1 (de) | 1997-12-17 | 1998-12-03 | Bremskraftverstärker/hauptzylinder-einheit mit verbesserter bremsfähigkeit bei einem bremskraftverstärkerausfall |
PCT/EP1998/007878 WO1999030948A1 (de) | 1997-12-17 | 1998-12-03 | Bremskraftverstärker/hauptzylinder-einheit mit verbesserter bremsfähigkeit bei einem bremskraftverstärkerausfall |
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DE1997156248 DE19756248A1 (de) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | Bremskraftverstärker/Hauptzylinder-Einheit mit verbesserter Bremsfähigkeit bei einem Bremskraftverstärkerausfall |
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