DE3633960A1 - Vorrichtung zur ueberwachung einer druckmittelpumpe einer kraftfahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung des Betriebs einer Druckmittelpumpe zur Versorgung einer hydrau­ lischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage.

Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlagen werden häufig von einer Druckmittelpumpe mit Druckmittel versorgt, um eine Ver­ stärkung der Bremskraft und den Betrieb einer Bremsschlupf­ regeleinrichtung zu ermöglichen. Hierbei kann die Druckmittel­ pumpe beispielsweise einen Druckspeicher laden, aus dem das Druckmittel durch Steuerung eines Ventils bei Bedarf entnommen wird, oder sie kann unmittelbar in die Bremsanlage fördern, wobei der Pumpenantrieb nur bei Bedarf, beispielsweise beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung eingeschaltet wird.

Eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage, bei der die Pumpe ohne Zwischenschaltung eines Druckspeichers unmittelbar in die Bremsleitungen fördert, ist in der älteren Patentanmeldung P 36 01 914.3 beschrieben. Bei einer derartigen Bremsanlage ist eine besondere Überwachung der Betriebsbereitschaft der Pumpe erforderlich, um bei Ausfall der Pumpenförderung die Bremsschlupfregeleinrichtung abschalten zu können und auf diese Weise ein Zusammenbrechen des vom Bremsdruckgeber ein­ gesteuerten Betätigungsdruckes zu vermeiden. Zur Überwachung des Pumpendrucks ist bei der in der älteren Patentanmeldung beschriebenen Bremsanlage ein elektrischer Überwachungsschal­ ter vorgesehen, der durch einen Kolben betätigbar ist, der in einer Richtung vom Druck am Pumpenausgang und in der entge­ gengesetzten Richtung vom Druck in den beiden Bremskreisen der Bremsanlage beaufschlagt wird und der bei Überschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz den Überwachungsschalter betätigt. Diese Anordnung hat sich in der Praxis jedoch noch als unzu­ reichend erwiesen, da die begrenzte Leistung der Druckmittel­ pumpe bei einer Betätigung der Bremse mit hoher Kraft nicht ausreicht, um dem dadurch in den Bremskreisen hervorgerufenen hohen Bremsdruck einen ausreichenden Gegendruck entgegenzu­ setzen. Obwohl die Druckmittelpumpe zufriedenstellend arbei­ tet, kann es daher vorkommen, daß der Überwachungsschalter in die Fehlerstellung geschaltet und damit fälschlicherweise eine Störung des Pumpenantriebs angezeigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Überwachung des Betriebs einer Druckmittelpumpe zur Versorgung einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage zu schaffen, die durch einen überhöhten Druck in der Bremsanlage nicht in eine Störstellung geschaltet werden kann, wenn die Druckmittelpumpe zufriedenstellend arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine begrenzt axial bewegbare Kolbenanordnung zur Betätigung des elektrischen Überwachungsschalters gelöst, die auf einer Wirkfläche vom Druck am Pumpenauslaß und auf einer entgegengesetzten Wirk­ fläche vom Druck in der Bremsanlage beaufschlagbar ist, wobei die Größe der Wirkflächen so bemessen ist, daß die Kolbenan­ ordnung bei ausreichendem Pumpendruck gegen den Bremsdruck verschoben wird, und durch einen unabhängig von der Kolbenan­ ordnung bewegbaren, vom Druck am Pumpenausgang entgegen der Kraft einer vorgespannten Feder beaufschlagbaren Schaltkolben, durch den der Überwachungsschalter bei maximalem Pumpendruck schaltbar ist. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie sowohl auf die Druckdifferenz zwischen dem Druck am Pumpenaus­ gang und dem Druck in der Bremsanlage als auch auf den abso­ luten Druck am Pumpenausgang anspricht und nur dann den Über­ wachungsschalter in die Störstellung schaltet, wenn bei Über­ schreiten der vorgegebenen Druckdifferenz zwischen dem Druck am Pumpenausgang und dem Druck in der Bremsanlage gleichzeitig der Pumpendruck seinen Maximalwert nicht erreicht.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung sieht vor, daß der Schaltkolben radial zu einem Kolben der Kolbenanordnung angeordnet ist und mit seinem vom Druck am Pumpenausgang beaufschlagten Ende an einer Kegel­ fläche des Kolbens anliegt. Hierdurch bildet der Schaltkolben zusätzlich einen Betätigungsstößel, der die Schaltbewegung der Kolbenanordnung auf den von dem Schaltkolben direkt betätig­ baren Überwachungsschalter überträgt. Die Vorrichtung ist da­ her einfach in ihrem Aufbau und benötigt nur einen elektri­ schen Überwachungsschalter.

Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Kol­ benanordnung aus zwei hintereinanderliegenden Kolben besteht, sowie aus einem den Überwachungsschalter betätigenden Stufen­ kolben, dessen größere Stirnfläche vom Pumpendruck und dessen kleinere Stirnfläche vom Druck eines Bremskreises einer Zwei­ kreis-Bremsanlage beaufschlagbar ist, und einem Trennkolben, dessen beide Stirnflächen die gleiche Größe haben und jeweils vom Druck des einen bzw. des anderen Bremskreises der Zwei­ kreis-Bremsanlage beaufschlagbar sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß auch bei Abfall des Druckes in einem Brems­ kreis der Zweikreis-Bremsanlage die Betriebsbereitschaft der Druckmittelpumpe noch zuverlässig überwacht werden kann.

Bei dieser Ausgestaltung kann es in Weiterbildung des Erfin­ dungsgedankens zweckmäßig sein, wenn der Trennkolben eine mittige, an einen drucklosen Behälter angeschlossene Ringnut hat, durch die eine vollständige Trennung der beiden Kreise der Zweikreis-Bremsanlage gewährleistet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schaltplan einer hydraulischen Zweikreis-Brems­ anlage für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zur Überwachung des Betriebs der Druckmittelpumpe und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Zweikreis-Bremsanlage besteht aus einem Tandem-Hauptbremszylinder 1 und einen Vakuumverstärker 2, die gemeinsam durch ein Bremspedal 3 betätigbar sind. Der im Schnitt dargestellte Tandem-Hauptbremszylinder 1 weist zwei getrennte Arbeitskammern 4, 5 auf, die durch einen Betäti­ gungshub der Hauptzylinderkolben 6, 7 verkleinerbar sind. Zentralventile 8, 9, die in der Grundstellung offen sind, verbinden die Arbeitskammern 4, 5 mit Nachlaufräumen 10, 11, die an einen drucklosen Nachlaufbehälter 12 angeschlossen sind. Von den Arbeitskammern 4, 5 führen Bremsleitungen 13, 14 zu stromlos offenen Magnetventilen 15, 16 einer Bremsschlupf­ regeleinrichtung, die in einem Ventilblock 17 angeordnet sind. An das Magnetventil 15 sind zwei Radbremsen 18 und an das Mag­ netventil 16 sind zwei Radbremsen 19 angeschlossen. Weiterhin sind die Radbremsen 18 über ein stromlos geschlossenes Magnet­ ventil 21 und die Radbremsen 19 über ein stromlos geschlos­ senes Magnetventil 22 mit einer zum Nachlaufbehälter 12 füh­ renden Rücklaufleitung 23 verbindbar.

Von jeder Bremsleitung 13, 14 zweigt eine Druckleitung 24 25 ab. Jede Druckleitung 24, 25 führt zu einem separaten, in der Grundstellung geschlossenen Rückschlagventil 26, 27, das eben­ falls im Ventilblock 17 untergebracht ist. Die Rückschlagven­ tile 26, 27 sind so angeordnet, daß sie nur zu den Drucklei­ tungen 24, 25 hin öffnen. Vom Eingang der Rückschlagventile 26, 27 führt eine Druckleitung 28 zum Ausgang eines Pumpen­ aggregates 29, das aus einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe 30 und einem Überdruckventil 31 besteht und dessen Ein­ laß über eine Leitung 32 an den Behälter 12 angeschlossen ist. Zur Überwachung der Betriebsbereitschaft des Pumpenaggregats 29 ist eine Überwachungsvorrichtung 33 vorgesehen, die an die Bremsleitungen 13, 14 und die Druckleitung 28 angeschlossen ist und die ebenfalls in dem Ventilblock 17 angeordnet ist. Die Wirkungsweise der Bremsanlage ist in der älteren Patent­ anmeldung P 36 01 914.3 im einzelnen beschrieben.

Die Einzelheiten der Überwachungsvorrichtung 33 ergeben sich aus der Darstellung in Fig. 2. In einem Gehäuse 35 ist in einer Stufenbohrung 36 ein Stufenkolben 37 und in dem im Quer­ schnitt kleineren Abschnitt der Stufenbohrung 36 ein Trennkol­ ben 38 angeordnet. Beide Kolbenstufen des Stufenkolbens 37 sind mit einer zylindrischen Gleitfläche 39 an der Wand der Stufenbohrung 36 geführt und mit einem in jeder Gleitfläche 39 angeordneten Dichtring gegenüber der Bohrungswand abgedichtet. Der Trennkolben 38 hat ebenfalls zwei zylindrische Gleitflä­ chen 40, in denen Dichtringe angeordnet sind. Durch den Stu­ fenkolben 37 und den Trennkolben 38 werden drei Kammern 41 42, 43 und zwei Ringräume 44, 45 gebildet. Die Kammer 41 befindet sich im größeren Endabschnitt der Stufenbohrung 36 und ist an die Druckleitung 28 des Pumpenaggregats 29 ange­ schlossen. Die Kammer 42 steht mit der Bremsleitung 13 und die Kammern 43 mit der Bremsleitung 14 der Bremsanlage in Ver­ bindung. Die Ringräume 44, 45 sind über die Rücklaufleitung 23 an den Nachlaufbehälter 12 angeschlossen. In dem durch den Stufenkolben 37 gebildeten Ringraum 44 befindet sich eine Druckfeder 46, die an den Stufenflächen der Stufenbohrung 36 und des Stufenkolbens 37 abgestützt ist und den Stufenkolben 37 gegen eine Verschlußschraube 47 drückt, durch die die Stufenbohrung 36 verschlossen ist.

In der Kammer 41 weist der Stufenkolben 37 eine Kegelfläche 48 auf, die sich in Richtung auf die kleinere Kolbenstufe hin verjüngt. Die Kegelfläche 48 bildet eine Rampe zur Betätigung eines Schaltkolbens 49, der verschiebbar in einer radialen Bohrung im Gehäuse 35 angeordnet ist und mit seinem radial nach innen in die Kammer 41 ragenden, kugeligen Ende mit der Kegelfläche 48 in Eingriff gelangt. Der Schaltkolben 49 ist mit einer Dichtung 50 gegenüber dem Gehäuse 35 abgedichtet und wird von einer vorgespannten Druckfeder 51 radial nach innen gegen einen Anschlag gedrückt. Mit seinem radial äußeren Ende betätigt der Schaltkolben 49 einen elektrischen Überwachungs­ schalter 52.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Überwachungsvorrichtung 33 ist folgende:

Bei einer normalen Bremsbetätigung ohne Einschaltung des Pum­ penaggregats 29 sowie auch bei gelöster Bremse befindet sich der Stufenkolben 37 in der in der Zeichnung dargestellten Lage, in der er durch die Druckfeder 46 gehalten wird. Ebenso wird der Schaltkolben 49 von der Druckfeder 51 in der gezeig­ ten Lage gehalten. Da das Pumpenaggregat 29 nicht eingeschal­ tet ist, bleibt die Kammer 41 drucklos. In den Kammern 42 und 43 herrscht der gleiche Druck wie in den Bremsleitungen 13 und 14. Da der Trennkolben 38 druckausgeglichen ist und der Stu­ fenkolben 37 an der Verschlußschraube 47 anliegt, findet keine Kolbenbewegung statt. Die Überwachungsvorrichtung nimmt daher auch kein Druckmittelvolumen auf.

Wird das Pumpenaggregat 29 eingeschaltet, weil die Brems­ schlupfregeleinrichtung während eines Bremsvorgangs eine Blockierneigung registriert, so baut sich in der Kammer 41 ein Druck auf, der bei ausreichender Pumpenleistung den Stufen­ kolben 37 entgegen der Kraft der Druckfeder 46, des Verschie­ bewiderstands des Schaltkolbens 49 und gegen den Bremsdruck in den Kammern 42 bzw. 43 verschiebt, wobei der Schaltkolben 49 von der Kegelfläche 48 soweit radial nach außen bewegt wird, daß der Überwachungsschalter 52 in seine andere Schaltstellung gelangt, die von der an dem Überwachungsschalter 52 ange­ schlossenen Bremsschlupfregeleinrichtung als Signal für das Vorhandensein einer ausreichenden Förderleistung des Pumpen­ aggregats 29 gewertet wird.

Die Überwachungsvorrichtung 33 ist so ausgelegt, daß der be­ schriebene Schaltvorgang bereits erfolgt, bevor der Druck am Ausgang des Pumpenaggregats den Druck in den Bremsleitungen 13 und 14 überschreitet. Ist der Druck in den Bremsleitungen 13 und 14 verhältnismäßig niedrig, so wird der Überwachungsschal­ ter 52 auch bereits bei Erreichen eines entsprechend niedrigen Pumpendrucks geschaltet. Wird durch eine Störung der notwen­ dige Druck in der Druckleitung 28 des Pumpenaggregats 29 nicht erreicht, so wird der Überwachungsschalter 52 nicht betätigt mit der Folge, daß eine Regelung durch die Bremsschlupfregel­ einrichtung unterbleibt.

Die Vorspannkraft der Druckfeder 51 ist so bemessen daß sie von der auf den Schaltkolben 49 einwirkenden Druckkraft nur überwunden werden kann, wenn in der Druckleitung 28 und in der Kammer 41 ein Höchstdruck erreicht wird. Unterhalb dieses Höchstdrucks kann die Vorspannkraft der Druckfeder 51 nur von dem Stufenkolben 37 über die Kegelfläche 48 überwunden werden. Da der Druck am Pumpenausgang bei der beschriebenen Bremsan­ lage jeweils den Bremsdruck in den Bremsleitungen 13 und 14 nur geringfügig übersteigt, wird der Höchstdruck des Pumpen­ aggregats 29 nur bei stärkster Betätigung der Bremse bspw. bei einer Panikbremsung erreicht. In den Bremsleitungen 13 und 14 kann bei einer solchen Panikbremsung dieser Höchstdruck noch überschritten werden, so daß durch diesen höheren Druck, der dann in den Kammern 42, 43 ansteht, der Stufenkolben 37 gegen den Höchstdruck des Pumpenaggregats an die Verschlußschraube 47 zurückgedrückt werden kann. Obwohl hierbei die Kegelfläche 48 vom Schaltkolben 49 abhebt, bleibt der Schaltkolben 49 durch den in die Kammer 41 eingesteuerten Höchstdruck des Pumpenaggregats 29 in seiner geschalteten Stellung und ermög­ licht dadurch das Einsetzen der Bremsschlupfregelung, die gerade bei Panikbremsungen besonders wichtig ist. Nur wenn der durch die Auslegung der Druckfeder 51 vorgegebene Höchstdruck nicht erreicht wird, wird der Überwachungsschalter 52 zurück­ geschaltet, da dies auf eine Störung der Druckmittelversorgung schließen läßt.

Durch die beschriebene Wirkungsweise wird die Überwachungs­ einrichtung 33 auch extremen Betriebszuständen gerecht und Fehlsteuerungen der Bremsschlupfregeleinrichtung werden ver­ mieden.

• Bezugszeichenliste  1 Tandem-Hauptzylinder
   2 Vakuumverstärker
   3 Bremspedal
   4 Arbeitskammer
   5 Arbeitskammer
   6 Hauptzylinderkolben
   7 Hauptzylinderkolben
   8 Zentralventil
   9 Zentralventil
  10 Nachlaufraum
  11 Nachlaufraum
  12 Nachlaufbehälter
  13 Bremsleitung
  14 Bremsleitung
  15 Magnetventil
  16 Magnetventil
  17 Ventilblock
  18 Radbremsen
  19 Radbremsen
  21 Magnetventil
  22 Magnetventil
  23 Rücklaufleitung
  24 Druckleitung
  25 Druckleitung
  26 Rückschlagventil
  27 Rückschlagventil
  28 Druckleitung
  29 Pumpenaggregat
  30 Pumpe
  31 Überdruckventil
  32 Leitung
  33 Differenzdruckwarnschalter
  35 Gehäuse
  36 Stufenbohrung
  37 Stufenkolben
  38 Trennkolben
  39 Gleitfläche
  40 Gleitfläche
  41 Kammer
  42 Kammer
  43 Kammer
  44 Ringraum
  45 Ringraum
  46 Druckfeder
  47 Verschlußschraube
  48 Kegelfläche
  49 Schaltkolben
  50 Dichtung
  51 Druckfeder
  52 Überwachungsschalter

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Überwachung des Betriebs einer Druckmittel­ pumpe zur Versorgung einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Brems­ anlage, gekennzeichnet durch eine begrenzt axial bewegbare Kolbenanordnung (37, 38) zur Betätigung eines elektrischen Überwachungsschalters (52), die auf einer Wirkfläche vom Druck am Pumpenauslaß (28) und auf einer entgegengesetzten Wirk­ fläche vom Druck in der Bremsanlage (13, 14) beaufschlagbar ist, wobei die Größe der Wirkflächen so bemessen ist, daß die Kolbenanordnung (37, 38) bei ausreichendem Pumpendruck gegen den Bremsdruck verschoben wird, und durch einen unabhängig von der Kolbenanordnung (37, 38) bewegbaren, vom Druck am Pumpen­ ausgang (28) entgegen der Kraft einer vorgespannten Feder (51) beaufschlagbaren Schaltkolben (49), durch den der Überwa­ chungsschalter (52) bei maximalem Pumpendruck schaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkolben (49) radial zu einem Kolben (37) der Kolben­ anordnung (37, 38) angeordnet ist und mit seinem vom Druck am Pumpenausgang (28) beaufschlagten Ende an einer Kegelfläche (48) des Kolbens (37) anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenanordnung (37, 38) zwei hintereinander angeord­ nete Kolben aufweist, sowie einen den Überwachungsschalter (52) betätigenden Stufenkolben (37), dessen größere Stirn­ fläche vom Pumpendruck und dessen kleinere Stirnfläche vom Druck eines Bremskreises (13) einer Zweikreis-Bremsanlage beaufschlagbar ist, und einen Trennkolben (38), dessen beide Stirnflächen gleichen Querschnitts jeweils vom Druck des einen (13) bzw. des anderen Bremskreises (14) der Zweikreis-Brems­ anlage beaufschlagbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennkolben (38) eine mittige, an einen drucklosen Behäl­ ter (12) angeschlossene Ringnut hat.