DE3042859C2 - Hydraulische Hilfskraftbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraftbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Hei einer derartigen Hilfskraftbremsanlage wird das dem Bremskraftverstärker zugefiihrte Arbeitsfluid zugleich zum Antrieb einer Servo-Lenkung oder eines anderen hydraulischen Verstärkers genutzt. Von einer Pumpe, die beispielsweise durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird, wird unter Druck stehendes Arbcilsfluid zunächst einem Einlaß des hydraulischen Bremskraftverstärker "ind sodann einem Einlaß der Scrvo-Lenkung über den Bremskraftverstärker zugeführt Von der Servo-Lenkung wird das Fluid in einen Fluidbehälter zurückgeführt aus dem es durch die Pumpe angesaugt wird. Bei einer Hilfskraftbremsanlage dieser Art werden zumeist Pumpen verwendet, die eine Ausstoßcharakteristik gemäß der Linie a in F i g. 4 aufweisen. Mit anderen Worten, obgleich die Pumpendrehzahl entsprechend der Maschinendrehzahl zunimmt steigt der Fluiddurchsatz der Pumpe nicht proportional zu der Pumpendrehzahl an. Der Fluidausstoß erhöht sich entsprechend der Pumpendrehzahl bis zu einer vorgegebenen Drehzahl Ri, wenn die Maschine im LeeHauf läuft und anschließend wird die Ausstoßrate im Drehzahlbereich von R₁ bis Ri konstant gehalten, während sie im Bereich R₂ bis R_s nach und nach abnimmt und oberhalb der Drehzahl Rt wiederum konstant bleibt.

Der Grund für die Verwendung einer derartigen Pumpe liegt darin, daß der Bedarf und das Ansprechverhalten des zusätzlichen Kraftverstärkers, beispielsweise der Servo-Lenkung berücksichtigt werden. Die Servo-Lenkung benötigt eine relativ große Menge an Druckfluid bei niedriger Fahrzeuggeschwi/Jigkeit, wenn eine ieichtgängige Lenkung erwünscht ist. Ar dererseits soll die Servo-Lenkung mit einer relativ geringen Menge des Druckfluids bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit versorgt werden, bei der auch die Maschine mit hoher Drehza.'J läuft, so daß das Lenkverhalten härter wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit dieses Lenkverhalten kaum beeinflußt und somit eine stabile Fahrweise erreicht wird. Dieser erwünschten Lenkcharakteristik entspricht die erwähnte Art von Pumpen.

Die Ansprechzeit der Verstärkungswirkung des Bremskraftverstärkers wird jedoch bestimmt durch den Strömungsdurchsatz des Arbeitsfluids, der an den Kraftverstärker gelangt, und ändert sich im allgemeinen entsprechend der Linie b in F i g. 3. Da eine lange Ansprechzeit beispielsweise zu einem verzögerten Bremsvorgang führt, soiite die Ansprechzeit auf einem niedrigen Wert ii oder unter diesem Wert verbleiben. Daher sollte der Fluiddurchsatz, der an den Bremskraftvtrstärker gelangt, wenigstens bei einem Wert Q\ oder über diesem Wert liegen, wie F i g. 3 zeigt.

herkömmliche Hilfskraft-Bremsanlagen, bei denen eine Pumpe der oben genannten Art verwendet wird, gestatten eine zufriedenstellende Arbeitsweise der Servo-Lenkung und erreichen die gewünschte Charakteristik unter allen auftretenden Maschinendrehzahlen, ermöglichen jedoch keinen vollen Einsatz des Bremskraftverstärkers. Wenn beispielsweise die Pumpendrehzahl über /?4 liegt, wenn die Maschinendrehzahl über dem Drehzahlwert R₄ liegt, so wird der Durchsatz des Arbeitsfluids, der an den Bremskraftverstärker gelangt, geringer als die erwähnte Durchsatzmenge Q]. Dadurch wird das Ansprechverhalien der Bremskraftverstärkung bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten beeinträchtigt, obgleich gerade in diesem Falle ein rasches Ansprechen der Bremsen notwendig sein kann.

Aus der GB-PS 13 09 059 ist eine hydraulische Hilfskraftbremsanlage bekannt, bei der eine zweite Pumpe zugeschaltet wirci, wenn der von der ersten Pumpe er-

i>o zeugte Arbcitsfluiddruck unter einen vorgegebenen Wert absinkt. Gemäß diesem Stand der Technik wird die Fluidzufuhr zu der Servo-Lenkung vollständig blokkiert, sobald die zweite Pumpe zugeschaltet wird. Auf diese Weise soll im Fall von Störungen ein einwandfreier Betrieb des Brerr-kraftVerstärkers aufrechterhalten werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hilfskraftbremsanlage der gattungsgemä-

Ben Art zu schaffen, bei der sowohl dem Bremskraftverstärker als auch der Servo-Lenkung jederzeit eine dem jeweiligen Bedarf entsprechende Menge an Arbeitsfluid zugeführt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß handelt es sich bei der ersten Pumpe um eine Pumpe mit drehzahlabhängigem Ausstoß. Wenn der Ausstoß dieser Pumpe entsprechend der vorgegebenen Drehzahlcharakteristik unter einen vorgegebenen Wert absinkt, so wird dem Bremskraftverstärker mit Hilfe der zweiten Pumpe zusätzliches Arbeitsfluid zugeführt, ohne daß die Fluidzufuhr zu der Servo-Lenkung hierdurch nennensweri beeinflußt wird.

Bezüglich der in den Untsransprüchen angegebenen Einzelheiten der erfindungsgemäßen Hilfskraftbremsanlage wird /um Stand der Technik ergänzend ;iuf die DE-AS 12 07 811 und die Dk-OS 23 H 174 hingewiesen.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbcispiel der !Erfindung unhand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Fluid-Zufuhrsystem mit einer Teildarstellung eines hydraulischen Kraftverstärkers im Längsschnitt entlang der Linie ß-ßin Fig. 2;

Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1;

F i g. 3 zeigt in einem Diagramm die Änderung der Ansprechzeit bei Betrieb des Kraftverstärkers in bezug auf die Zufuhr des Arbeitsfluids;

Fig.4 ist ein Diagramm, das die Änderung des Ausstoßes einer üblichen Zufuhrpumpe in Abhängigkeit von der Drehzahl zur Anpassung an den Bedarf und das Änsprechver'naitcn des Krafiverstärkungsvorganges zeigt:

Fig.5 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Änderung des Fluiddurchsatzes in bezug auf die Pumpendrehzahl bei der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit einer herkömmlichen Konstruktion.

Bevor das erfindungsgemäße Konstruktionssystem insgesamt erläutert wird, soll zunächst ein hydraulischer Kraftverstärker als Teil dieses Systems anhand von F i g. 1 und 2 beschrieben werden.

Ein hydraulischer Kraftverstärker 10 umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 12 mit einer abgestuften Bohrung im Inneren,die einen Abschnitt ^größeren Durchmessers und einen Abschnitt 16 kleineren Durchmessers aufweist Der Abschnitt 14 der Bohrung mit größerem Durchmesser nimmt gleitend einen zylindrischen Kolben IS £uf, der die Bohrung in eine Auslaß-Kammer 22 und eine Dfuck-Kammer 24 unterteilt Ein Deckel 26 ist an dem Gehäuse 12 mit Hilfe von Schrauben 34 befestigt und mit Hilfe eines Dichtringes 36 fluiddicht abgedichtet, so daß das Gehäuse 12 an einem Ende, an dem sich die Auslaß-Kammer 22 befindet, dicht verschlossen ist Am anderen Ende des Gehäuses 12 befindet sich eine gleitend verschiebbare Antriebsstange 30 innerhalb des kleineren Abschnitts 16 der Bohrung. Die Antriebsstange ist mit Hilfe eines Dichtringes 32 abgedichtet An dem Gehäuse 12 auf der dem Deckel 26 gegenüberliegenden Seite befinden sich Bolzen 38 zur Befestigung des gesamten Kraftverstärkers an einem nicht gezeigten Fahrzeug.

Eine Rückholfeder 40 befindet sich in zusammengedrücktem Zustand innerhalb der Auslaß-Kammer 22 und spannt den Kolben 18 in Richtung der Druck-Kammer 24 vor. Eine entsprechende Verschiebebewegung wird durch eine Ringfläche 42 im Inneren des Gehäuses begrenzt. Eine Stange 44 ist mit dem Kolben 18 ;in dessen der Auslaß-Kammer 22 zugewandtem Ende verschweißt und erstreckt sich durch eine zentrale Bohrung 28 in dem Deckel 26. In die Bohrung ist ein Dichtring 46 eingefügt. Das herausragende Ende 48 der Stange 44

ίο tritt in eine nicht gezeigte, schalenförmige Vertiefung der Kolben eines Tandem-Hauptzylinders und eines Bremssystems ein und überträgt die verstärkte Kraft von dem Kolben 18. Der Brems-Hauptzylinder und der Kraftverstärker 10 sind mit Hilfe der Schrauben 34 zu einer Einheit verbunden.

Der Kolben 18 weist eine konzentrische, abgestufte Sackbohrung 20 auf. in der gleitend verschiebbar ein zylindrischer Ventilkörper 50 angeordnet ist. Im Inneren der Sackbohrung befinden sich zwei ringförmige Nuten 52 und 54, die drei Siege 56,58 und 60 bilden. Der Veniilkörper 50 weisi zwei ringförmige Nuten 62 unil 64 iiuf dem äußeren Umfang auf. die drei Siege 66, 68 und 70 bilden. Die Nulcn und Siege an der inneren ObciNii ehe des Kolbens wirken mit denjenigen auf der iiuLtercn Oberfläche des Ventilkörpers zusammen und bilden ein Steuerventil 72 mit einem ersten Schicbervcnlil 74, einem zweiten Schieberventil 76 und einem dritten Schicbervent·· 78 sowie entsprechenden Kanälen, die wahlweise einen Fluiddurchgang entsprechend der Bremspedalposition gestatten. Im einzelnen bilden der Steg 56 des Kolbens und der Steg 68 des Ventilkörpers gemeinsam ein erstes Schieberventil 74. Der Steg 58 des Kolbens und der Steg 68 des Ventilkörpers bilden ein zweites Schieberventil 76, und der Steg 58 des Kolbens und der Steg 70 des Schiebers bilden ein drittes Schieberventil 78.

Der Ventilkörper 50 weist eine konzentrische abgestufte Bohrung So auf, in der sich eine Rückholfeder 82 für den Ventilkörper befindet, die sich mit einem HmIe am Boden der Sachbohrung 80 und mit dem anderen Ende an einer Stufe 83 der abgestuften Sackbohrung 80 abstützt und den Ventilkörper 50 in Richtung der Antricbsstange 30 vorspannt. Die Verschiebung des Ventilkörpers 50 durch die Kraft der Rückholfeder 82 wird begrenzt durch ein Ende 86 der Antriebsstangc 30, wie Fi g. 1 zeigt. Die Antriebsstange 30 kann nicht aus dem Abschnitt 16 geringeren Durchmessers der Gehäusebohrung herausgleiten, da sie mit einem Flansch 84 durch einen Sprengring 88 festgehalten ist, der in die innere Umfangsfläche des Kolbens eingesetzt ist Die Antriebsstange 30 nimmt einen Kanal 90 auf, d - die Druck-Kammer 24 mit der Bohrung 80 des Ventilkörpers 50 verbindet Der Ventilkörper 50 ist weiterhin mit zwei radialen Kanälen 92 versehen, die jeweils eine Verbindung zwischen der ringförmigen Nut 64 und der Bohrung 80 des Ventilkörpers herstellen.

Das Gehäuse 12 ist mit einem ersten Einlaß 94, einem zweiten Einlaß 96, einem Auslaß 98, einem Rücklauf-Auslaß 100 und einem Verbindungskanal 102 verschen.

Der Kolben 18 weist weiterhin vier in Längsrichtung verlaufende Kanäle 104, 106, 108 und 110 auf, wie am besten aus Fi g. 2 hervorgeht Während des Gesamlhubes des Kolbens 18 steht der Kanal 104 mit dem ersten Einlaß 94. der Kanal 106 mit dem Auslaß 98 und der Kanal 108 mit dem Verbindungskanal 102 in Verbindung. Der Kanal 1Ö4 ist weiterhin mit der ringförmigen Nut 52 des Kolbens über einen Kanal 112 verbunden. Der Kanal 106 steht mit der ringförmigen Nut 62 des

Vcniilkörpers über einen Kiinal 114 in Verbindung, und dor Kanal 108 ist mit der ringförmigen Nut 52 über einen Kanal 116 verbunden. Kino Schraube 118 tritt in den liingsgurichlc'cn Kanal 110 von dem Gehäuse 12 aus ein und verhindert eine Drehung des Kolbens 18 innerhalb des Abschnitts 14 der Bohrung des Gehäuses. Der Auslaß 100 steht mit der Auslaß-Kammer 22 über einen Yanzl 120 in Verbindung. Der Kolben 18 weist wcitcrni:i zwei radiale Kanäle 122 auf, die den äußeren Umfang des Kolbens mit dessen ringförmiger Nut 54 verbinden. Diese Kanäle 122 sind mit der Auslaß-Kammer 22 über zwei entsprechende, längsgerichtete Nuten 124 verbunden, die sich auf der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 befinden.

Der zweite Einlaß 96 isi mit der Druck-Kammer 24 über einen Kanal 126 verbunden, der sich in dem Gehäuse 12 des Kraftverstärker befindet. Da ein ringförmiger, radialer Kanal 128 an dem Ende des Kolbens 18 liiiSL'ebildL·! ist. an der dieser die innere Ringflächc 42 berührt, besteht eine Verbindung zwischen dem zweiten Hinlaß % und der Druck-Kammer 24 über den radialen Kanal 128, die zu keinem Zeitpunkt geschlossen ist, und /war auch dann nicht, wenn der Kolben 18 die innere Ringfläche 42 des Gehäuses berührt.

Ein Überdruckventil 130 befindet sich gemäß Fig. 2 in dem Auslaß 98 und umfaßt eine Bohrung 132 in dem Gehäuse 12 senkrecht zu dem Auslaß 98 sowie einen Ventilkörper 134, der gleitend in der Bohrung 132 angeordnet ist und durch eine Feder 138 nach unten vorgespannt wird. Die Feder 138 stützt sich an einer Scharube 140 a'¹ die die Bohrung 132 am oberen Ende verschließt. Das Ventilglied 134 ist mit einer Sackbohrung 142 verschen, in der sich eine Feder 144 befindet, die ein Steuerventil 146 nach oben vorspannt. Das Steuerventil 146 wird durch die Feder 144 normalerweise in eine geschlossene Position gedrückt, in der eine Mittclöffnung 148 verschlossen wird, die sich in einem Ventilsitz 150 befindet, der in der Sackbohrung i42 angebracht ist. Das Steuerventil 146 spricht auf einen Druck innerhalb der Steuerkammer 152 an, die durch das Ventilglied 134 begrenzt wird. Das Ventilglied 134 ist weiterhin mit einer ringförmigen Nut 154 auf dem äußeren Umfang versehen, die dem Auslaß 98 gegenüberliegt und diesen mit der ersten ringförmigen Nut 62 verbindet.

Der untere Abschnitt 156 des Ventilgliedes 134 weist einen geringeren Durchmesser auf und bildet eine Stufe 158, die mit einer Schulter 136 des Gehäuses 12 zusammenwirkt und ein Druckventil 160 bildet. Eine Ventilkammer 162 steht mit dem Verbindungskanal 102 in Verbindung. Die Steuerkammer 152 ist mit dem ersten Einlaß 94 über einen Kanal 164 und eine öffnung 166 in dem Gehäuse 12 verbunden. Das Ventilglied 134 weist weiterhin eine öffnung 168 auf, die mit der Auslaß-Kammer 22 über einen Kanal 170 in dem Gehäuse 12 und einer der längsgerichteten Nuten 124 verbunden ist. Die beiden äußeren Enden der Kanäle 164 und 170 sind durch kugelförmige Verschlußkörper 172 und 174 verschlossen, die in die Kanäle eingedrückt sind.

Wie F i g. 1 zeigt, weist die Antriebsstange 30 eine Sackbohrung 176 auf, die mit einem kegelstumpfförmigen Boden versehen ist, gegen den sich das vordere Ende einer Stange 178 abstützt. Die Stange ist mit einem nicht gezeigten Bremspedal über einen Schäkel 182 am hinteren Ende verbunden. Eine Staubmanschette 180 ist an einem Ende mit dem Gehäuse 12 und am anderen Kndc mit der Stange 178 verbunden und dient dazu. Staub von der Antriebsstange 30 fernzuhalten. Ein Dämpfungskissen 184 aus Gummi ist am Boden der Sackbohrung 20 des Kolbens bcfestigl und reduziert Stöße, wenn der Ventilkörper 50 gegen den Boden schlägt, sofern das Bremspedal '-'aik niedergedrückt wird.

Der gesamte Aufbau des Zufuhrsystems für Arbeitsfluid soll anschließend näher erläutert werden, und zv/ar insbesondere im Hinblick auf die Verbindung zwischen allen Teilen, die das erfindungsgemäße System gemäß F i g. 1 bilden.

Der erste Einlaß 94 ist mit dem Auslaß einer ersten Pumpe 186 über eine Leitung 188 verbunden, in der sich ein Rückschlagventil 190 befindet. Der zweite Einlaß 96 steht mit dem Auslaß einer zweiten Pumpe 192 über eine Leitung 194 in Verbindung, in der ein Rückschlagventil 1% vorgesehen ist. Die erste Pumpe 186 umfaßt in bekannter Weise einen Behälter, in dem Fluid gespeichert ist, ein Durchsatz-Rcgclvcntil und ein Überdruckventil. Die Förder-Chariiktcristik entspricht der Linie ;; in F i g. 4. Die erste Pumpe 186 wird durch eine Maschine 198, etwa eine Brennkraftmaschine, mit Hilfe eines Keilriemens 200 angetrieben und überführt unter Druck stehendes Arbeitsfluid in den ersten Einlaß 94 über die Leitung 188. Die zweite Pumpe 192 ist direkt mit einer Ausgangswelle eines Elektromotors 202 über eine Kupplung 204 verbunden und weist einen eigenen Behälter zur Speicherung von Fluid auf, der sich unterhalb des Behälters der ersten Pumpe befindet und von diesem herablaufendes Fluid aufnimmt. Dies bedeutet, daß das zurückgeführte Fluid zunächst in den Behälter der ersten Pumpe über die Leitungen 206, 208 und 209 gelangt und sodann ein gewisser Überschuß in dem Behälter der ersten Pumpe in den Behälter der zweiten Pumpe durch eine Leitung 210 überströmt. Der Rücklauf-Auslaß 100 ist mit dem Behälter der ersten Pumpe über die Leitungen 206 und 209 verbunden. Der Auslaß 98 steht mit dem Einlaß einer Servo-Lenkung 212, die ein Bctätigungsvcnlil umfaßt, über eine Leitung 214 in Verbindung. Der Auslali der Servo-Lenkung 212 ist mit dem Behälter der ersten Pumpe über die Leitungen 208 und 209 verbunden.

Die zweite Pumpe 192 wird durch den Elektromotor 202 angetrieben, der mit einer elektrischen Stromquelle 216 über einen Schalter 218 verbunden ist, der sich zwischen der Servo-Lenkung 212 und der ersten Pumpe 186 befindet. Auf diese Weise führt die zweite Pumpe 192 wahlweise unter Druck stehendes Fluid dem zweiten Einlaß 96 über die Leitung 194 zu. Der Schalter 218 steuert selektiv die Stromzufuhr zwischen der Stromquelle 216 und dem Elektromotor 202 entsprechend von

Änderungen des Fluiddrucks in der Leitung 209 und steuert auf diese Weise den Betrieb der zweiten Pumpe 192. Wenn im einzelnen die Drehzahl der ersten Pumpe über einer vorgegebenen Drehzahl R₂ gemäß Fig.4 liegt und der Pumpenausstoß der ersten Pumpe 186 nach und nach abnimmt, nimmt der Fluiddruck in der Leitung 209 ebenfalls ab, so daß der Schalter 218 eingeschaltet wird und der Elektromotor 202 zum Antreiben der zweiten Pumpe 192 in Gang setzt Dadurch wird unter Druck stehendes Arbeitsfluid in einer Menge d gemäß F i g. 5 zugeführt Die Differenz zwischen dem Fluiddurchsatz, der für den hydraulischen Kraftverstärker 10 erforderlicht ist c) und dem Fluiddurchsatz, der durch die erste Pumpe 186 bei einer Drehzahl oberhalb /?3 zugeführt wird a), entspricht der Menge d. Dieses zusätzliche Fluid gelangt zu dem Einlaß 96 und hält die Zufuhrrate bei allen Drehzahlen oberhalb des Wertes Qu Wenn die Pumpendrehzahl gleich oder niedriger als R₂ ist, wird der Behälter 218 geöffnet. Dadurch wird

stets eine zufriedenstellende Arbeitsweise des Kraftverstärkers 10 erreicht, und die Ansprechzeit, bezogen auf den Augenblick des Niedertretens des Bremspedals, ist sehr gering.

Der Schalter 218 kann derart ausgelegt sein, daß er geschlossen ist, wenn die Drehzahl der ersten Pumpe über /?4 liegt, so daß der Fluiddurchsatz auf der erforderlichen Menge Q\ gemäß F i g. 3 and 4 gehalten wird, und geöffnet wird, wenn die Drehzahl der ersten Zufuhrpumpe unter /?4 absinkt.

Der Schalter kann auch so angeordnet sein, daß er den Elektromotor 202 zum Antreiben der zweiten Pumpe 192 einschaltet, wenn ein vorgegebener, minimaler Fluiddruck in der Leitung 209 eintritt, und im übrigen kann der Schalter unmittelbar auf die Drehzahl der ersten Pumpe ansprechen.

Anschließend soll die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Zufuhrsystems für Arbeitsfluid näher erläutert werden.

Da in dem Bereich der Pumpendrehzahi von R\ bis R₂ eine ausreichende Menge Arbeitsfluid von der ersten Pumpe 186 an den ersten Einlaß 94 gelangt, so daß eine ausreichend kurze Ansprechzeit der Bremsverstärkung erreicht wird und der Fluiddruck in der Leitung 209 konstant bleibt, wird der Schalter 218 offengehalten, so daß der Elektromotor 202 nicht in Gang gesetzt wird. Die zweite Pumpe 192 arbeitet daher nicht, so daß kein Fluid an den Einlaß 96 gelangt und der Kraftverstärker 10 lediglich über den ersten Einlaß 94 bzw. die erste Pumpe 186, die Leitung 188 und das Rückschlagventil 190 Druckfluid aufnimmt.

In der gelösten Stellung des Bremspedals, in der der Kraftverstärker 10 in der in Fi g. 1 gezeigten Ruhestellung steht, strömt das Fluid, das an den ersten Einlaß 94 gelangt, durch den längsgerichteten Kanal 104, den Kolben-Kanal 112, das erste Schieberventil 74, den Kolben-Kanal 114 und den Auslaß 98. Von dort gelangt das ■ 1/4 j>4>imW WiA

der iiCrVö-Leimung IiZ,

die auf diese Weise betätigt wird, und kehrt anschließend zu dem Behälter der ersten Pumpe über die Leitungen 208 und 209 zurück. Gleichzeitig strömt das Fluid, das in den Einlaß 94 gelangt, in die Ventilkammer 162 durch den längsgericAteten Kanal 104 des Kolbens, den Kanal 112, die ringförmige Nut 52, den Kanal 116, den längsgerichteten Kanal 108 und den Verbindungskanal 1OZ Dieser Anteil des Fluids gelangt jedoch nicht an den Auslaß 98, da das Druckventil 160 geschlossen ist und den Strom unterbricht.

In der genannten Ruhestellung wird weiterhin verhindert, daß das Druckfluid in die Druck-Kammer 24 gelangt, da das zweite Schieberventil 76 geschlossen ist, jedoch kann es zu dem Rücklauf-Auslaß 100 über den Kanal 90 der Antriebsstange, die Bohrung 80 des Ventilkörpers, die radialen Kanäle 92, das dritte Schieberventil 78, die radialen Kanäle 122, die längsgerichteten Nuten 124 und die Auslaß-Kammer 22 abströmen und gelangt m den Behälter der ersten Zufuhrpumpe über die Leitungen 206 und 209. Daher wird der Kolben durch die Rückholfeder 40 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung verschoben, so daß die Kraft aufgehoben wird, die auf den Tandem-Hauptzylinder des Bremssystems ausgeübt worden ist

Wenn das Bremspedal niedergetreten wird, wird die Antriebsstange 30 durch die Stange 178 über den Schäkel 182 verschoben, so daß der Ventiikörper 50 nach links in F i g. 1 verschoben wird. Dadurch wird das erste Schieberventil 74 nach und nach geschlossen, ίο daß der Strom des Hydraulikfluids durch dieses Ventil reduziert wird, und das dritte Schieberveritil 78 wird ebenfalls nach und nach »eschlossen. Wenn der Ventilkörper 50 weiterhin nach links gelangt, wird das dritte Schieberventil 78 vollständig geschlossen und das zweite Schieberventil 76 wird nach und nach geöffnet, so daß der Fluidstrom durch dieses Ventil in die Druck-Kammer 24 gelangen kann. Da zu diesem Zeitpunkt das Schieberventil 74 nur eine geringe Fluidmenge hindurchläßt und das dritte Schieberventil 78 vollständig geschlossen ist, gelangt der Verstärkungsdruck, der stromaufwärts des ersten und zweiten Schieberventils 74, 76 erzeugt wird, durch das zweite Schiebervenlil 76 in die Druck-Kammer 24, so daß es auf das rechte Ende des Kolbens 18 in F i g. 1 einwirkt und den Kolben in Richtung der Auslaß-Kammer 22 entgegen der Kraft der Rückholfeder 40 verschiebt. Diese Kolbenverschiebung führt zu einer Übertragung der verstärkten Kraft auf den Tandem-Hauptzylinder über die Stange 44, so daß das Fahrrxiig gebremst und angehalten wird, wenn ein neues Gleichgewicht erzielt ist.

Obgleich der hydraulische Druck, der zu diesem Zeitpunkt erzeugt wird, ebenfalls über den ersten Einlaß 94 und den zweiten Einlaß 96 an die Leitungen 188 und 194 gelangt, verhindern die Rückschlagventile 190 und 1% einen Gegendruck in Richtung der ersten und zweiten Pumpe 186,192.

Die Servo-Lenkung arbeitet selbstverständlich auch in dieser Stellung, da das Arbeitsfluid weiterhin der Servolenkung 212 über den Auslaß 98 zugeführt wird, da das erste Schieberventil 74 geöffnet ist und den Fluiddurchgang ermöglicht.

Wenn das Bremspedal weiter niedergetreten wird, wird das erste Schieberventil 74 vollständig geschlossen und das zweite Schieberventil 76 wird weiter geöffnet, so daß eine größere Fluidmenge in die Druck-Kammer 24 gelangen kann, bis das vordere Ende des Ventilschiebers 50 gegen das Dämpfungskissen 184 am Boden der Sackbohrüng 20 gelangt. Zu diesem Zeitpunkt wird eier maximale hydraulische Druck stromaufwärts des ersten und zweiten Schieberventils 74 und 76 erzeugt und an die Druck-Kammer 24 über das zweite Schieberventil 76 abgegeben, so daß der Druck auf das reciiie Ende des Kolbens 18 gemäß F i g. 1 einwirkt und diesen stark in Richtung der Auslaß-Kammer 22 drückt, so daß das Fahrzeug rasch abgebremst wird.

Der erwähnte maximale hydraulische Druck wird festgelegt durch das Überdruckventil 130 bzw. die Einstellkraft der Feder 138 und 144, wie im folgenden näher beschrieben werden soll.

Bei dieser niedergetretenen Stellung des Bremspedals wird der Verstärkungsdruck, der in die Druck-Kammer 24 gelangt, ebenfalls an das Steuerventil 146 über den ersten Einlaß 94, die öffnung 166, den Kanal 164. die Steuerkammer 152 und die Mittelöffnung 148 des Vcntilsitzes 150 angelegt. Wenn der hydraulische Druck, der an das Steuerventil 146 gelangt, die Einstellkraft der Feder 144 überwindet, wird das Steuerventil 146 gemäß Fig.2 nach unten gedrückt, so daß Druckfluid hindurchgehen kann. Dieses Druckfluid gelangt sodann in die Auslaß-Kammer 22 über die öffnung 168, den Kanal 170 und eine der längsgerichteten Nuten 124. so daß das Fluid aus dem Auslaß 100 austritt und in den Behälter der ersten Zufuhrpumpe zurückkehrt Die Öffnung 166 bewirkt einen Druckabfall in dem unter Druck stehenden Fluid, so daß sich der Dnjck in der Steuerkammer 152 verringert

Zugleich gelangt der Verstärkungsdruck, der in der Druck-Kammer 24 herrscht ebenfalls in die Vp.ntilkam-

mcr 1C2 über den Kanal 116, den längsgerichteten Kanal 108 und die Verbindungsleiti.'ng 102. Wenn die Druckdifferenz aufgrund der Fluiddruckdifferenz zwischen der Ventilkammer 162 und der Steuerkaminer 152 die Einstellkraft der Feder 138 überwindet, wird das Vcntilglied 134 nach oben verschoben, so daß das Druckventil 160 geöffnet wird und Druckfluid durch das Ventil zu der Servo-Lenkung 212 gelangen kann und diese betätigt, sofern das ersic Schieberventil 74 vollständig geschlossen ist.

Wie zuvor erwähnt wurde, bewirkt das Überdruckventil 130 eine Steuerung des Fluiddruckes, der an die Innenseite des Kraftverstärkers 10 gelangt, so daß ein vorgegebener Bereich eingehalten wird, bei dem eine lieschadigu.ig der verschiedenen Teile ausgeschlossen ist. Gleichzeitig bietet das Überdruckventil 130 die Möglichkeil, das Scrvo-Lenksystem durch Zufuhr von überschüssigem Fluid auch dann zu betätigen, wenn der bremskraftverstärker 10 in vollem Betrieb ist.

Wenn die erste Pumpe 186 aus beliebigen Gründen einen unzureichenden Arbeitsdruck liefer», wird der Schalter 218 geschlossen und der Elektromotor 202 eingeschaltet, so daß die zweite Pumpe 192 läuft und unter Druck stehendes Fluid in den zweiten Einlaß 96 einleitet. In diesem Falle arbeitet das erfindungsgemäße System wie folgt. Wenn das Bremspedal in der gelösten Stellung steht, fließt das Druckfluid, das in den zweiten liinlaß 96 eintritt, direkt durch den Kanal 126 in die Druck-Kammer 24. Da jedoch das dritte Schieberventil 78 offen ist und eine Verbindung zwischen der Druck-Kammer 24 und dem Rücklauf-Auslaß 100 herstellt, wird ein Verstärkungsdruck in der Druck-Kammer 24 nicht aufgebaut. Da das Hydraulikfluid nur durch den Rücklauf-Auslaß 100 zurückgeführt wird, gelangt es nicht an die Servo-Lenkung 212.

Wenn andererseits das Bremspedal niedergetreten ist und den Ventilkörper 50 nach links in F i g. 1 verschiebt, wird, da das dritte Schicberventii 78 geschlossen ist und den Strom durch dieses Ventil unterbricht, ein Verstärkungsdruck in der Druck-Kammer 24 aufgebaut, durch ilen der Kolben 18 in Richtung der Auslaß-Kammer 22 vorschoben wird. Wenn daher nur ein geringer Fluiddruck von der ersten Pumpe 186 eintrifft, ergibt sich troizdcm die zum sicheren Bremsen des Fahrzeugs notwendige minimale Verstärkungskraft, so daß eine Gefährdung aufgrund unzureichender Bremsverstärkung vermieden wird. Obgleich, wenn das Bremspedal geringfügig niedergetreten ist, eine geringe Fluidmenge der Scrvo-Lenkung zugeführt wird, da das erste Schieberventil 74 leicht geöffnet ist, beeinflußt dieses Fluid die Servo-Unterstützung der Lenkung kaum, da die Fluidmenge sehr gering ist.

Obgleich das zweite Schieberventil 76 offen ist und der Verstärkungsdruck, der in der Druck-Kammer 24 erzeugt wird, durch den ersten Einlaß 94 an die Leitung 188 gelangt, wird die Entstehung eines Gegendruckes in Richtung der ersten Pumpe 186 durch das Rückschlagventil 190 verhindert, so daß die Verstärkungswirkung nicht beeinträchtigt wird.

Wenn schließlich die erste Pumpe 186 im Normalbeirieb läuft und die Drehzahl den Wert Rj überschreitet, wird der Schalter 118 geschlossen, so daß die zweite Pumpe 192 unter Druck stehendes Arbeitsfluid an den zweiten Einlaß 96 fördert, wie bereits beschrieben wurde. Dadurch wird der Kraftverstärker 10 mit Arbeitsfiuid mit im wesentlichen konstantem Durchsatz oberhalb des erforderlichen Wertes von Q₁ versorgt, obgleich die Drehzahl der ersten Pumpe über /?2 liegt.

Das Druckfluid, das dem ersten und zweiten Einlaß 94,96 zugeführt wird, wirkt in derselben Weise wie bei einfachem Betrieb der ersten oder zweiten Pumpe 186, 192, und zwar unabhängig davon, ob das Bremspedal gelöst oder niedergetreten ist. Daher wird in der niedergetretenen Position des Bremspedals die K.aft/erstärkung erreicht durch das Arbeitsfluid, das durch die erste und zweite Pumpe 186, 192 zugeführt wird, so daß die Ansprechzeit kürzer als ii gemäß F i g. 3 ist, obgleich die

to erste Pumpe 186 eine Fluidmenge zuführt, die unter der erforderlichen Menge liegt. Da im übrigen das Arbeitsfluid, das von der zweiten Pumpe 192 zugeführt wird, unabhängig davon, ob das Bremspedal niedergetreten ist oder nicht, die Lenkkraftverstärkung kaum beein-(TuDt. wie bereits erwähnt wurde, ergibt sich eine besonders günstige Fluidversorgung und Ansprechcharakteristik der Servo-Lenkung entsprechend der Fördercharakteristik der ersten Pumpe 186 gemäß F i g. 4.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die zweite Pumpe 192 angetrieben, wenn die erste Pumpe 186 eine Fluidmenge abgibt, die unter dem erforderlichen Wert liegt, so daß die Zufuhr des Arbeitsfluids zu dem hydraulischen Kraftverstärker 10 auf einem konstanten Wert festgehalten wird, der über dem vorgegebencn Wert Q\ liegt, und zwar unabhängig von der Maschinendrehzahl, wie die Linie ein F i g. 5 zeigt. Dadurch wird die Ansprechzeit der Kraftverstärkung kürzer als fi gemäß F i g. 3. Dies bedeutet eine wesentliche Verbesserung des Kraftverstärkers 10. Da das von der zweiten

jo Pumpe 192 abgegebene Hydraulikfluid im übrigen die Lenkkraftverstärkung kaum beeinflußt, da das Steuerventil 72 in dem hydraulischen Kraftverstärker 10 vorgesehen ist, ergibt sich die Lenkkraftverstärkung ausschließlich aufgrund des von der ersten Zufuhrpumpe 186 gelieferten Fluids, das eine optimale Lenkcharakteristik liefert. Selbst wenn die erste Pumpe 186 eine unzureichende Fluidmenge abgibt, wird die zweite Pumpe i92 für die Zufuhr von Arbeitsfluid zu dem Kraftverstärker 10 eingesetzt, so daß wenigstens die minimale Bremskraftverslärkung erreicht wird, die zum sicheren Abbremsen des Fahrzeugs notwendig ist.

Die Erfindung gestattet eine Reihe von Abwandlungen. Beispielsweise kann die zweite Pumpe 192 durch verschiedene Einrichtungen angetrieben werden. Wc cinc Steuerung des Pumpenantriebs gestalten und die Möglichkeit bieten, die Fluidzufuhr zu dem Kraftverstärker 10 auf einem vorgegebenen Wert zu halten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Hilfskraftbremsanlage für Kraftfahrzeuge, mit

1. einer Druckfluid-Versorgungsvorrichtung, bestehend aus

a) einer ersten, mit der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs verbundenen Pumpe,

b) einer zweiten Pumpe, die wenigstens dann betrieben wird, wenn der Ausstoß der ersten Pumpe unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt,

c) einer Einrichtung zur Steuerung der zweiten Pumpe,

2. einem Bremskraftverstärker, der

3.

20

a) esnin ersten Einlaß in Verbindung mit der ersten Pumpe,

b) einen zweiten Einlaß in Verbindung mit der zweiten Pumpe,

c) einen mit einem FIuid-Rücklauf verbundenen Rücklauf-Auslaß.

d) einen Auslaß, der mit dem Einlaß einer Servo-Lenkung verbunden ist, deren Auslaß wiederum mit dem Fluid-Rücklauf verbunden ist, und

e) eine ständig mit dem zweiten Einlaß verbundene Druckkammer umfaßt, und

einer zu dem Bremskraftverstärker gehörenden Ventilanordnung, die

a) bei nicht betätigtem Bremspedal die Druckkammer von dem ersten Einlaß trennt und mit dem Rücklauf-Auslaß verbindet und bei betätigtem Bremspedal die Druckkammer mit dem ersten Einlaß verbindet und von dem Rücklauf-Auslaß trennt,

b) zumindest, solange die zweite Pumpe nicht

in Betrieb ist, eine Verbindung zwischen dem ersten Einlaß und dem Auslaß bei nicht betätigtem Bremspedal offenhält und bei betätigtem Bremspedal verengt oder verschließt und

c) während des Betriebs der zweiten Pumpe 5cgewährleistet, daß allenfalls eine vernachlässigbar kleine Fluidmenge von dem zweiten Einlaß zu dem Auslaß gelangt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstoß der ersten Pumpe (186) abnimmt, wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs über einen vorgegebenen Wert ansteigt, und daß die Ventilanordnung (72) die Verbindung zwischen dem ersten Einlaß (94) und dem Auslaß (98) auch dann gestattet, wenn die zweite Pumpe (192) in Betrieb ist.

2. Hilfskraftbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskraftverstärker (10) ein Gehäuse (12) mit einer abgestuften Bohrung (14, 16), die mil den ersten und /weilen l-jnläs- hl sen (94, 96) sowie mit dem Auslaß (98) und dem Rückliiuf-AiisliiU (100) verbunden ist, einen Kolben (18) mit einer Sackbohrung (20) im Inneren des Kolbens und einen in dem Kolben (18) verschiebbaren Ventilkörper (50) umfaßt, der mit dem Kolben eine Anzahl von Kanälen und Ventilen bildet

3. Hilfskraftbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung der zweiten Pumpe (!92) einen Elektromotor (202) zum Antreiben der zweiten Pumpe und einen Schalter (218) zwischen der Servo-Lenkung (212) und der ersten Pumpe (186) zur wah'.weisen Steuerung der Stromzufuhr zu dem Elektromotor (202) entsprechend Fluiddruckänderungen in der Servo-Lenkung (212) und der ersten Pumpe (186) umfaßt

4. Hilfskraftbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (218) derart ausgelegt ist, daß er den Elektromotor (202) zum Antreiben der zweiten Pumpe (192) einschaltet, wenn ein vorgegebener geringer Druck zwischen der Servo-Lenkung (212) und der ersten Pumpe (186) erreicht ist

5. Hilfskraftbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) innerhalb der Bohrung (14, 16) des Gehäuses (12) eine Auslaß-Kammer (22) und die Druck-Kammer (24) bildet und im Inneren eine Sackbohrung (20) sowie einen Kanal (128) an einem Ende des Kolbens zur Hersteüung einer Verbindung zwischen dem zweiten Einlaß (96) und der Druck-Kammer (24) umfaßt, daß der Ventilkörper (50) gleitend verschiebbar in der Sackbohrung (20) des Kolbens (18) liegt und an einem Ende in Antriebsverbindung mit einem Bremspedal über Verbindungseinrichtungen (30, 178) steht, daß der Ventilkörper (50) eine Bohrung (80) zum Zuführen von Fluiddruck zu dem Kraftverstärker (10) für die Aufrechterhaltung einer erforderlichen Ansprechcharakteristik aufweist und daß der Kolben (18) und der Ventilkörper (50) die Ventilanordnung (72) zur Regelung des Druckfluidstroms von der zweiten Pumpe il92) und zu dessen Fernhaltung von der Servo-Lenkung (212) bilden.

6. Hilfskraftbremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (72) einen ersten Kanal mit einem ersten Schieberventil (74) zur Verbindung des ersten Einlasses (94) mit dem Auslaß (98) bei zurückgezogenem Bremspedal, einen zweiten Kanal mit einem zweiten Schieberventil (76) zur Verbindung des ersten Einlasses (94) mit der Druck-Kammer(24) und dem zweiten Einlaß (96) bei niedergetretenem Bremspedal und einen dritten Kanal mit einem dritten Schiebcrvenlil (78) zur Verbindung des zweiten Einlasses (96) und der Druck-Kammer (24) mit der Auslaß-Kammer (22) bei zurückgezogenem Bremspedal umfaßt.

7. Hilfskraftbremsanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Behälter zur Aufnahme von Fluid für die Versorgung der ersten Pumpe (186) und ein zweiter Behälter zur Aufnahme von Fluid zur Versorgung der zweiten Pumpe (192) vorgesehen ist und daß der zweite Behälter mil dem ersten Behälter derart verbunden und in bezug auf diesen derart angeordnet ist, daß das von dem Rücklauf-Auslaß der Servo-Lenkung (212) zurückgeführte Fluid zunächst in den ersten Behälter cintritl und nur überschüssige Mengen in den zweiten IK'häller überlaufen.

8. I lilfskfafibrcmsanlnjjc nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch ein Überdruck-Ventil (130) mit einem Venlilglicd (134), das vor-

schiebbar in einer Sackbohrung (132) des Gehäuses (12) angeordnet und durch eine Feder vorgespannt sowie gegen die eingestellte Kraft der Feder bei Überdruck verschiebbar ist und eine Fluidabgabe an den Auslaß (98) ermöglicht

9. Hilfskraftbremsanlage nach den Ansprüchen 6 und 8, gekennzeichnet durch einen vierten Kanal (164) zur Verbindung der Sackbohrung (132) mit dem ersten Einlaß (94).

10. Hilfskraftbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Gehäuses (12) einen Abschnitt (14) mit größerem Durchmesser und einen Abschnitt (16) mit geringerem Durchmesser aufweist, daß die zweite Sackbohrung (132) mit dem Abschnitt größeren Durchmessers (14) in Verbindung steht, daß der erste r.inlaß (94) und der zweite Einlaß (96) mit dem Abschnitt (14) größeren Durchmessers verbunden sind, daß der Auslaß (98) mit der zweiten Sackbohrung (132) in Verbindung steht, daß der Kolben drehfest in dem Abschnitt (14) größeren Durchmessers angeordnet ist, daß die Sackbohrunp (20) des Kolbens (18) abgestuft ist, daß ein erster, längsgerichteter Kanal (104) in dem Kolben (18) ausgebildet ist und mit dem ersten Einlaß (94) in Verbindung steht, daß ein zweiter längsgerichteter Kanal (106) in dt-m Kolben (18) ausgebildet ist und mit der Sackbohrung (132) in Verbindung steht, daß ein erster Kanal (116) zwischen dem ersten längsgerichteten Kanal (104) und der Sackbohrung (20) des Kolbens vorgesehen ist und daß ein zweiter Kanal (114) den zweiten längsgerichteten Kanal (106) mit der Sackbohrung (20) des Kolbens verbindet, daß der Ventilkörper (50) in der Sackbohrung (20) dss Kolbens erste und zweite ringförmige Nuten (62,64) zur Bildung der ersten, zweiten und dritten Schieberventile (74, 76, 78) aufweist und daß ein federndes Dämpfungskissen (184) in der Bohrung (20) vorgesehen ist.

11. Hilfskraftbremsanlage nach einem der vorhergehende^ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (72) bei gelöstem Bremspedal eine Rückführung des von der zweiten Pumpe (192) ziigeführlcn Fluids zu dem Rücklauf-Auslaß (100) gelrennt von dem der ersten Pumpe (186) zugeführicn Fluid gestaltet.

12. Hilfskraftbremsanlage nacb einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung der zweiten Pumpe (192) eine Einrichtung zur Abtastung der Maschinendrehzahl umfaßt und die zwei!« Pumpe einschaltet, wenn die Drehzahl oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.