DE2147120C3 - Hydraulischer Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Brems kraftverstärker fur Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Wej'en ihrer geringeren Abmessungen und ihres niedrigeren üewichts kommen zunehmend hydraulische Bremskraftverstärker an Steile von Vakuum-Hremskraftverstärkem in Gebrauch. Diese hydraulischen iJremskraftverstäf ker arbeiten mil Druckmittel, das durch die der Servoienkanlage des Fahrzeugs zugeordnete Pumpe zur Verfügung gestellt wird.

E-if 1 IJreinskniitvefstiiiker der in Rede stehenden AH ist .IUS der CiH PS 75K.?H4 bekannt. Kr weist einen Servokolben auf, der mit Druckmittel beaufschlagt wird und mit dem in einer Bremseinrichtung der Bremsdurck erzeugbar ist. Der Ventilschieber eines Servoventil verbindet in der Ruhestellung die Druck-ϊ kammer, in welcher der Servokolben beaufschlagt wird, mit einem Vorratsbehälter. In der Betätigungsstellung unterbricht der Ventilschieber die Verbindung zwischen Druckkammer und Vorratsbehälter und öffnet statt dessen die Verbindung zwischen einer

in Servolenkpumpe und der Druckkammer. In dieser Stellung des Servoventils kommuniziert die Druckkammer außerdem mit einer elektrischen Hilfspumpe. Diese wird dann eingeschaltet, wenn ein in der Ausgangsleitung der Servopumpe angeordneter Druck -

Ii fühler den Ausfall des Servodrucks signalisiert. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß die Servokraft beim Stillstand des Fahrzeugmotors nicht sofort wegbleibt. Zur Schonung der Batterie hat die elektrische Hilfspumpe eine Leistung, die geringer als diejenige der Servolenkpumpe ist. Da dort mit der Hilfspumpe auch noch die weiteren an das System angeschlossenen Servogerätemit Druckmittel versorgt werden müssen, besteht die Gefahr, daß zur Betätigung des Bremskraftverstärkers nicht genügend Druck zur Verfügung

-'5 steht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bremskraftverstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine elektrische Hilfspumpe mit verhältnismäßig kleiner Leistung verwendet werden kann, ohne daß das Ansprechverhalten des Bremskraftverstärkers nennenswert beeiinrächtigt würde.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) der Auslaß der Hilfspumpe ist über ein Rückschlagventil mit der Druckkammer verbunden;

b) in einer ebenfalls mit dem Auslaß der Hilfspumpe verbundenen Steuerkammer ist ein Kolben angeordnet, der bei Druckzufuhr in die Steuerkammer aus einer die Verschiebung des

•to Servoventilschiebers freigebenden Stellung in

eine den Servoventilschieber in seiner Ruhestellung blockierenden Stellung verschiebbar ist;

c) die Verbindung von der Druckkammer zum Vorratsbehälter verläuft in an sich bekannter Weise über einen im Servoventilschieber vorgesehenen Längskanal;

d) auf dem Servoventilschieber ist ein Drosselschieber geführt, der bei in seiner Ruhestellung blockiertem Servoventilschieber gegen die Kraft

ίο einer Feder durch eine pedalbetätigbare Vorrichtung in eine den Druckmittelzufluß von der Druckkammer zum Längskanal drosselnde Stellung verschiebbar ist.

Dabei ist es aus der DT-OS 2001 483 an sich be- Yi kunnt, die Druckkammer mit dem Vorratsbehälter über einen Längskanal im Servoventilschieber zu ver binden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben, hierfür wird Schutz nur im Zusammenhang mit der in Anspruch 1 beschriebenen Erfindung beansprucht.

Die Erfindung geht von folgendem Gedanken aus: Die Erhöhung der Ansprechzeit, die auf unzulängliche Kapazität der elektrischen Hilfspumpe zurückgeht, ist 6) üin so größer, je größer die Anzahl der versorgten Servogeriite ist. Daher wird die Druckkammer automalisch vom Lenkventil getrennt;, sobald die elektrische Hilfspumpe betrieben wird. Auf diese Weise wird

der Verlust von Strömungsmittel in einem Gerat vermieden, welches für die Fahrzeugsicherheit von geringerer Bedeutung ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten hydraulischen Bremskraftverstärkers.

Gemäß der Zeichnung enthält der Bremskraftverstärker 10 ein Gehäuse 12 mit Anschlüssen tür die Leitungen 14, 16, 18 und 20. Die Leitung 14 steht mit dem Auslaß einer Servolenkpumpe 22 in Verbindung, und die Leitung 18 ist mit dem Einlaß eines Servolenkgetriebes 24 verbunden. Die Leitung 20 ist an einen Vorratsbehälter 26 angeschlossen, der seinerseits ebenso wie der Auslaß des Servolenkgetriebes 24 mit dem Einlaß der Servolenkpumpe 22 in Verbindung steht. Der Vorratsbehälter 26 ist ferner mit dem Einlaß einer elektrisch angetriebenen Hilfspumpe 28 verbunden, die durch die Kraftfahrzeugbatterie gespeist wird. Die Hilfspumpe 28 winl eingeschaltet, wenn ein strom- oder druckempfindlicher Schalter 30 einen Druckabfall am Einlaß der Servolenkpumpe 22 feststellt. Die zum Auslaß der Hilfspumpe 18 fuhrende Leitung 16 ist mit dem Gehäuse 12 verbunden.

Im Gehäuse 12 sind eine Bohrung 32 und eine Druckkammer 34 ausgebildet. Ein Stellkolben 36 ist in der Kammer 34 verschiebbar angeordnet, und eine Kolbenstange 38 verbindet das eine Ende des Stell kolbens 36 mit einem herkömmlichen, nicht gezeigten Fahrzeug-Hauptzylinder, der im Sinne der Figur am linken Ende des Verstärkergehäuses 12 angebracht ist. Bei einer Verschiebung des Stellkolbens 36 im Sinne der Figur nach links wird daher auf übliche Weise in dem nicht gezeigten Hauptbremszylinder Druck aufgebaut, und somit werden die Fahrzeugbremsen eingerückt. Der Stellkolben 36 wird durch die Rückstellfeder 40 in die Brems-Lüftungslage gedrückt.

Die Bohrung 32 enthält einen Abschnitt 42 vergrößerten Durchmessers und einen Abschnitt 44 kleineren Durchmessers, zwischen denen eine Schulter 46 ausgebildet ist. In dem Abschnitt 44 kleineren Durchmessers der Bohrung 32 ist ein Ventilschieber 48 verschiebbar angeordnet, der an seinem einen Ende einen Anschlagring 50 aufweist. Ein Kolben 58 ist verschiebbar im Abschnitt 42 größeren Durchmessers der Bohrung 32 angeordnet und bildet gemeinsam mit dem Endabschnitt der Bohrung eine Steuerkammer 54. Die Steuerkammer 54 steht mit dem Auslaß 16 der Hilfspumpe 28 in Vernindung. Der Kolben 58 ist abgestuft ausgebildet und enthält einen Abschnitt 56 größeren Durchmessers sowie einen Abschnit 58 kleineren Durchmessers, zwischen denen eine Schulter 60 angeordnet ist.

Eine Feder 62 druckt den Anschlagring 50 federnd in Anlage an die Schulter 46. Der Ventilschieber ist in der Bohrung 32 zwischen einer ersten Stellung, in der der Anschlagring 50 an der Schulter 46 anliegt, und einer zweiten Stellung bewegbar, in der das Finde des Vcntilschiebcrs 48 an der Schulter 60 des An schlagkolbens 52 anliegt. Der Ventilschieber 48 steuert die Strömungsmittelverbindung zwischen den Leitungen 14, 18, 20 Und der Druckkammer 34, wenn der Ventilschieber 48 von der ersten in die zweite Stellung verschoben wird. Im Ventilschieber 48 sind ein in Längsrichtung verlaufender Kanal 64 und inchruf υ i|uer verlaufende kjn.ilu 66 ausgebildet.

Der Ventilschieber 48 wirkt mit Ausnehmungen im Gehäuse 12 zusammen und begrenzt dadurch Strömungsrnittelkammern 68 und 70. Das Gehäuse 12 wirkt mit Ausnehmungen im Ventilschieber 48 zusammen, wodurch Strömungsmittelkammern 74 und 72 begrenzt werden. Wenn sich der Ventilschieber 48 in der ersten Stellung befindet, gelangt im wesentlichen das gesamte über die Leitung 14 zugeführte Stromungsmitte! unmittelbar von der Kammer 72 zur Kammer 68 und in die Leitung 18. Die Druckkammer 34 ist über die Kanäle 64 und 66 und die Kammern 70, 74 zur Leitung 20 hin entlastet, wie dies weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Ein weiterer Kanal 76 verbindet die zum Auslaß der Hilfspumpe führende Leitung der Druckkammer 34 und enthält ein Rückschlagventil 78, das ein Entweichen von Strömungsmittel aus der Druckkammer 34 verhindert.

Der Ventilschieber 48 wird durch Betätigung einer Vorrichtung 80 verschoben. Die Betätigungsvornch tung 80 enthält ein Gestänge 82, da' in seinem einen Ende bei 84 an einem am Stcllkolbcn 36 angebrachten Bügel 86 angelenkt ist. Mit dem Gestänge 82 ist ein Käfig 88 über Zapfen 90 verbunden, die in Schlitzen 92 sitzen. Durch den Käfig 88 verläuft eine Steuer Stange 91, die einen Anschlagring 96 aufweist, der durch eine Feder 98 in Anlage an das Ende des Käfigs 88 gedruckt wird. Die Steuerstange 94 sitzt mit ihrem einen Ende gleitend in einer Sackbohrung 100 des Stellkolhens 36 ein und ist an ihrem anderen Ende in herkömmlicher Weise mit dem in der Fahrzeugkabine befindlichen Bremspedal verbunden.

Das Gestänge 82 ist an seinem anderen Ende an einem als Kappe ausgebildeten Drosselschieber 102 angelenkt, das gleitfähig auf dem Endabsehnitt 104 verringerten Durchmessers des Ventilschiebers 48 angeordnet ist. Der Drosselschieber 102 ist zwischen einer ersten Schaltlage, in der ein am Ventilschieber 48 gehaltener Anschlagring 106 an einer an dem Drosselschieber 102 ausgebildeten Schulter anliegt, und einer zweiten Schaltiage bewegbar, in der das End· 108 des Drosselschiebers 102 mit einer Schulter 110 des Ventilschiebers 48 zusammenwirkt. Eine Fe der 112 drückt den Drosselschieber 102 federnd in dit. erste Schaltlage. Wenn sich der Drosselschieber 102 in der ersten Schaltlage befindet, kann das Stromungsmittel frei zwischen der Kammer 34 und dem Kanal 64 strömen; wenn jedoch der Drosselschieber 102 in die zweite Schaltlage gebracht wird, wird der Strömungsmittelstrom zwischen der Verstärkerkammer 34 und dem Kanal 64 gedrosselt.

Der Bremskraftverstärker arbeitet wie folgt:

In der Zeichnung befinden sich die verschiedenen Bautei'e des Bremskraftverstärkers 10 in der norma-Ien Betriebsstellung, und die Bremsen sind gelüftet. In dieser Stellung gelangt im wesentlichen der gesamte über die Leitung 14 zugeführte Strömungsmittelstrom über die Kammern 72 und 68 in die Leitung 18 und die Druckkammer 34 ist über die Leitung 20 /um Vorratsbehälter 2', entlastet. Beim Einrücken der Bremsen betätigt der Fahrzeugführer das Bremspedal in der Fahrzeugkabine, wodurch die Steuerstange 94 im Sinne der Figur nach links bewegt wird. Da die Feder 98 so stark ausgebildet ist, daß sie den Käfig 88 in Anlage am Anschlagring 96 hält, schwenkt der Hebel 82 um den Schwenkzapfen 84 bei einer Bewegung der Steueistange 94. Da die Feder 112 ausiei ihend stark ist, dall sie eine Relativbewegung zu ι

sehen dem Drosselschieber 102 und dem Ventilschicber 48 während des normalen Betriebs des Brcrriskraftverstärkers 10 verhindert, wird infolge der über das Gestänge 82 übertragenen Bewegung der Stcucrslangc 94 der Ventilschiebcr 48 in die zweite Stellung gebracht. Beim Umschalten des Vcntilschicbcrs 48 wird die Strömüngsmiitelverbindung zwischen den Kammern 70 und 74 unterbrochen, wodurch die Verbindung zwischen der Druckkammer 34 und dem Vorratsbehälter 26 abgesperrt und die Strömungsmittelverbindungzwischen den Kammern 72 und 70 freigegeben wird. Daher gelangt ein Teil des über die Leitung 14 zugcführlcn Strömungsmiltelstromes über die Kanäle 66 und 64 zur Druckkammer 34. Bei einer Druckerhöhung in der Druckkammer 34 wirkt auf den Stellkolben 36 eine im Sinne der Zeichnung nach links gerichteten Kraft. Bei einer Verschiebung des Stellknlhenofi wird in dem erwähnten Hauptzylinder auf herkömmliche Weise ein Druck aufgebaut. Wenn die Fahrzeugbremsen gelüftet werden, drücken die Federn 40 und 62 den Stellkolben 36 bzw. den Ventilschiebcr 48 im Sinne der Zeichnung nach rechts in die Brcms-Lüftungslage.

Falls die Servolcnkpumpe 22 aufhört zu arbeiten, sei es infolge eines Versagens der Pumpe 22 selbst oder sei es, daß der Fahrzeugmotor zum Stillstand kommt, wird die elektrisch angetriebene Hilfspumpc 28 durch den Schalter 30 eingeschaltet. In diesem Fall wird Druckmittel über die Leitung 16 der Steuerkammer 54 zugeführt, wodurch der Kolben 58 im Sinne der Zeichnung nach rechts gedrückt wird, bis die Schulter 60 auf das Ende des Ventilschiebcrs 48 zu liegen kommt und dadurch verhindert, daß der Ventilschieber 48 aus der ersten Schaltlage verstellt werden kann. Das Strömungsmittel gelangt ferner von der Leitung 18 über den Kanal 76 zur Druckkammer 34. Somit wird zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Hilfspumpc 28 über die Leitung 16, den Kanal 76, die Druckkammer 34, den Längskanal 64, die qucrvcrlaufenden Kanäle 66, die Kammern 70 und 74, die Leitung 20 und den Vorratsbehälter 26 ein Strömüngsrnittelpfad gebildet. Solange die Servolcnkpumpe 22 nicht arbeitet, wird Strömungsmittel über diesen Strömtiugsmittdpfad umgewälzt. Der Druck-Ί pegel in der Druckkammer 34 ist normalerweise sehr gering, so daß keine Bremskraft aufgebracht wird. Wenn der Fahrzeugführer die Bremsen einrücke werden durch die Bewegung der Steuerstangc 94 das Gestänge 82 um den Zapfen 84 geschwenkt. Da jedoch

κι der Ventilschiebcr 48 infolge der Anlage des Kolbens 5il am Ende des Ventilschicbers 48 nicht umgeschaltet werden kann, verschiebt sich der Drosselschieber 102 gegenüber dem Vcntilschieber 48. Wenn das Ende 108 des Drosselschieber 102 sich der Schulter 110

ti nähert, wird der Strömungsmittclstrom aus der Druckkammer 34 in den Längskanal 64 gedrosselt. piidcrSlrömungsmitlelstrorh von der Hilfspumpc 28 im wesentlichen konstant ist. erhöht sich der Druckpegel in der Druckkammer 34, wodurch der Stellkolbcn 36 im Sinne der Zeichnung nach links verschoben wird und die Fahrzeugbremsen eingerückt werden. Wenn das Bremspedal freigegeben wird, drückt die Feder 112 den Drosselschieber 102 im Sinne der Zeichnung nach rechts, wodurch das Strömungsmittel

>·; erneut frei von der Druckkammer 34 in die Leitung 20 strömen kann. Infolgedessen kehrt der Druckpcgel in der Druckkammer 34 auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert zurück.

Falls beide Pumpen 22 und 28 versagen, können

in die Fahrzeugbremsen noch durch die auf das Bremspedal aufgebrachte Muskelkraft eingerückt werden. Durch die erhöhte Betätigungskraft, mit der das Bremspedal in diesem betätigt werden muß, wird die Feder 98 zusammengedrückt, wodurch sich der An-

r, schlagring 96 von dem Käfig 88 fortbewegt. Das Ende der Steuerstange 94 trifft auf das Ende der Sackbohrung 100 auf, so daß auf den Stellkolben 36 die Pedal· kraft wirkt und dadurch der dem Bremskraflvcrstär kcr nachgcschaltcte Hauptzylinder betätigt werden

.in kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge mit einem mit einer Bremseinrichtung verbundenen, verschiebbaren Servokolben, der in einer Druckkammer mit Servodruck beaufschlagbar ist, und mit einem Servoventil, dessen Ventilschieber in der Ruhestellung eine Verbindung von der Druckkammer zu einem Vorratsbehälter freigibt und in der Betätigungsstellung diese Verbindung sperrt und eine Verbindung zwischen einer Servolenkpumpe und der Druckkammer öffnet, sowie mit einer elektrischen Hilfspumpe, die durch einen in der Ausgangsleitung der Servopumpe angeordneten Druckfühler bei Druckausfall in dieser Leitung einschaltbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Auslaß (16) der Hilfspumpe (28) ist über ein Rückschlagventil (78) mit der Druckkammer (M) verbunden,

b) in einer ebenfalls mit dem Auslaß (16) der Hilfspumpe (28) verbundenen Steuerkammer (54) ist ein Kolben (58) angeordnet, der bei Druckzufuhr in die Steuerkammer (54) aus einer die Verschiebung des Servoventil Schiebers (48) freigebenden Stellung in eine den Servoventilschieber in seiner Ruhestellung blockierenden Stellung verschiebbar ist,

c) die Verbindung von der Druckkammer (34) zum Vorratsbehälter (26) verläuft in an sich bekannter Weise über einen im Servoventilschieber (48) vorgtsehent.il Längskanal (64),

d) auf dem Servovenulschieber (48) ist ein Drosselschieber (102) gefii: rt, der bei in seiner Ruhestellung blockiertem Servoventilschieber gegen die Kraft einer Feder (112) durch eine pedalbetätigbare Vorrichtung (80) in eine den Druckmittelzufluß von der Druckkammer (34) zum Längskanal (64) drosselnden Stellung verschiebbar ist.

2. Bremskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Servoventilschieber (48) in einer Gehäusebohrung (44) verschiebbar ist, in die eine zur Servolenkpumpe (22) führende Leitung (14) mündet und eine zum Vorratsbehälter (26) führende Leitung (20) mündet, und daß in der Betätigungsstellung des Servoventilschiebers (48) über den Längskanal (64) die Sexvolenkpumpe (22) mit der Druckkammer (34) verbunden ist.