DE3644326A1 - Hydraulische druckqelleneinrichtung fuer druckverstaerker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Druckquelleneinrichtung für Druckverstärker und insbesondere auf eine Verbesserung bei einer hydraulischen Druckquelleneinrichtung für Druckverstärker, bei der ein Regler, der einen von einer Hydraulikpumpe abgegebenen Druck zu regulieren und den regulierten Druck an einen Druckverstärker abzugeben imstande ist, in einem Hochdruck-Öldurchgang vorgesehen ist, der einen Einlaßdurchgang des Druckverstärkers mit einem Auslaßdurchgang der Hydraulikpumpe verbindet.

Bei einer herkömmlichen hydraulischen Druckquelleneinrichtung der betrachteten Art wird als Regler ein Einwegventil verwendet, welches dann geöffnet werden kann, wenn ein Abgabedruck von einer Hydraulikpumpe einen Pegel erreicht hat, der nicht niedriger als ein bestimmter Pegel ist. Wenn während des Betriebs eines Druckverstärkers ein Rückschlag-Phänomen auftritt, d. h. dann, wenn ein Verstärkerkolben in dem Druckverstärker von der Lastseite her zurückgedrückt wird, steigt demgemäß der eingangsseitige Hydraulikdruck in dem Druckverstärker an, so daß das als Regler vorgesehene Einweg-Ventil geschlossen wird, womit der Verstärkerkolben hydraulisch festgehalten ist. Demgemäß kann der aufgrund des Rückschlags auftretende Stoß nicht beseitigt werden. Um die Anordnung von einem Stoß zu befreien, der aufgrund eines Rückschlags auftritt, ist es bereits bekannt, als Maßnahme einen Akkumulator vorzusehen, der imstande ist, ein Ansteigen des Drucks in einem Hochdruck-Öldurchgang zu vermindern, welcher zwischen dem Regler und dem Druckverstärker verläuft. Dieser Akkumulator ist dabei mit demselben Öldurchgang verbunden.

Bei einer hydraulischen Druckquelleneinrichtung dieser Art ist es üblich, daß ein lediglich für eine Druckakkumulation verwendeter Akkumulator mit einem Hochdruck- Öldurchgang verbunden ist, der zwischen einer Hydraulikpumpe und einem Regler verläuft. Wenn demgemäß ein weiterer Akkumulator wie oben erwähnt mit einem Hochdruck- Öldurchgang verbunden wird bzw. ist, der zwischen dem Regler und dem Druckverstärker verläuft, steigt die Anzahl der benutzten verhältnismäßig teuren Akkumulatoren an, so daß die Herstellkosten einer hydraulischen Druckquelleneinrichtung in einem erheblichen Ausmaß unweigerlich ansteigt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, in Anbetracht der vorstehend aufgezeigten Tatsachen eine billige hydraulische Druckquelleneinrichtung zu schaffen, die einen Regler aufweist, der auf eine Rückschlag-Eigenschaft zurückgehende Stöße stelbst zu absorbieren imstande ist, womit ohne die Verwendung eines Akkumulators ausgekommen werden kann, der in konventioneller Weise zwischen dem Regler und dem Druckverstärker vorgesehen ist.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.

Gemäß der Erfindung ist eine hydraulische Druckquelleneinrichtung geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Regler durch ein Proportional-Reduzierventil gebildet ist, welches einen Abgabedruck von einer Hydraulikpumpe in einem bestimmten Druckverringerungsverhältnis zu reduzieren und den jeweils erzielten reduzierten Druck an einen Druckverstärker abzugeben imstande ist, und daß einem Kolben in dem Proportional- Reduzierventil ein Rückwärtshub in solchem Ausmaß gegeben ist, daß der betreffende Kolben über eine Ventilschließposition hinaus bewegbar ist, derart, daß das Volumen einer Abgabe-Hydraulikkammer in demselben Ventil erhöht ist.

Normalerweise ist ein Abgabedruck von einer Hydraulikpumpe in einem bestimmten Druckreduzierverhältnis mittels eines Proportional-Reduzierventils herabgesetzt, welches einen Regler darstellt, und der resultierende Druck wird dem Eingang bzw. Eingangsanschluß eines Druckverstärkers zugeführt.

Wenn ein Rückschlag während des Betriebs des Druckverstärkers auftritt, steigt der eingangsseitige Hydraulikdruck in dem Druckverstärker an, d. h. der ausgangsseitige Hydraulikdruck von dem Reduzierventil steigt an, so daß der Kolben in diesem Ventil in Rückwärtsrichtung bewegt wird, und zwar über eine Ventilschließposition hinaus, womit das Ansteigen des dem Druckverstärker eingangs zugeführten Hydraulikdrucks vermindert bzw. abgeschwächt wird.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nachstehend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der Zeichnung ist in einer schematischen Längsschnittansicht ein Hauptteil eines Antiblockier-Bremssystems für Kraftfahrzeuge veranschaulicht, welches mit einer Ausführungsform der hydraulischen Druckquelleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die bei einem Antiblockier-Bremssystem für Kraftfahrzeuge angewandt ist, näher beschrieben. Ein hydraulischer Verstärker bzw. Druckverstärker B, der einen Hauptbremszylinder M für ein Kraftfahrzeug mit verstärkter Leistung zu betätigen imstande ist, ist mit einem Arbeits- bzw. Betriebsbereich des Hauptzylinders M verbunden. Dieser Verstärker B wird mittels eines Bremspedals 1 betätigt.

Der Hauptbremszylinder M weist eine Tandem-Konstruktion mit zwei unabhängigen Ausgangsanschlüssen 2 ₁, 2 ₂ auf. Der erste Ausgangsanschluß 2 ₁ ist mit der Bremse Wfr für das rechte Vorderrad und mit der Bremse Vrl für das linke Hinterrad verbunden, und zwar über einen ersten Bremsöldurchgang L ₁. Der zweite Ausgangsanschluß 2 ₂ ist mit der Bremse Wfl für das linke Vorderrad und mit der Bremse Wrr für das rechte Hinterrad über einen zweiten Bremsöldurchgang L ₂ verbunden. Demgemäß werden die Bremse Wfr für das rechte Vorderrad und die Bremse Wrl für das linke Hinterrad durch einen ausgangsseitigen Hydraulikdruck von dem ersten Ausgangsanschluß 2 ₁ betätigt, und die Bremse Wfl für das linke Vorderrad sowie die Bremse Wrr für das rechte Hinterrad werden durch einen ausgangsseitigen Hydraulikdruck von dem zweiten Ausgangsanschluß 2 ₂ betätigt.

Zwischen den beiden Bremsöldurchgängen L ₁ und L ₂ ist ein Modulator 3 vorgesehen. Der Modulator 3 ist imstande, den hydraulischen Bremsdruck für die mit dem ersten Bremsöldurchgang L ₁ oder dem zweiten Bremsöldurchgang L ₂ verbundenen Bremsen herabzusetzen, wenn er ein Dämpfungssignal von einer Antiblockier-Steuereinheit 4 her erhält. Die Antiblockier-Steuereinheit 4 vermag eine Schlupfrate jedes Rades des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und ein Dämpfungssignal an den Modulator 3 abzugeben, wenn die Schlupfrate einen bestimmten Pegel erreicht hat.

Ein Hochdruck-Öldurchgang 7, der von einem Abgabeanschluß einer von einem Elektromotor 5 angetriebenen Hydraulikpumpe 6 wegführt, ist mit dem Eingangsanschlüssen Ba, 3 a des Druckverstärkers B bzw. des Modulators 3 verbunden, und ein Akkumulator 8 ist mit einem Zwischenbereich dieses Hochdruck-Öldurchgangs 7 verbunden. Die Austrittsanschlüsse Bb, 3 b des Druckverstärkers B bzw. des Modulators 3 stehen über Auslaß-Öldurchgängen 9 ₁, 9 ₂ mit einem Ölvorratsbehälter 10 in Verbindung.

Ein als Regler dienendes Proportional-Reduzierventil 11 ist in denjenigen Bereich des Hochdruck-Öldurchgangs 7 eingefügt, der die Hydraulikpumpe 6 und den Druckverstärker 7 verbindet.

Ein Gehäuse 12 des Proportional-Ventils 11 umfaßt einen abgestuften zylindrischen Gehäusekörper 12 a, der an seinem einen Ende geschlossen ist und der an seinem anderen Ende offen ist. Ein Trag- bzw. Stützzylinder 12 b ist öldicht in einem Zwischenbereich des Innenraums des Gehäusekörpers 12 a eingesetzt, und ein Abdeckteil 12 c hält den betreffenden Tragzylinder 12 b in Stellung, und zwar in seiner axialen Richtung und in Zusammenwirken mit einem abgestuften Zwischenteil 13 des Gehäusekörpers 12 a, und verschließt das offene Ende des betreffenden Gehäusekörpers 12 a. Der Gehäusekörper 12 a ist in einem Seitenteil seiner Umfangswand mit einem Einlaßanschluß 14 versehen, der mit der Hydraulikpumpe 6 in Verbindung steht. Ferner ist ein Auslaßanschluß 15 vorgesehen, der mit dem Druckverstärker B in Verbindung steht. Der Innendurchmesser des Gehäusebereiches des Gehäuses 12 a zwischen den beiden erwähnten, in axialer Richtung voneinander in Abstand vorgesehenen Anschlüssen 14, 15 ist größer als jener des Tragzylinders 12 b.

Das Gehäuse 12 enthält einen Kolben 16. Dieser Kolben 16 weist einen Bereich 16 a großen Durchmessers auf, der öldicht eingepaßt ist und der in dem Bereich des Gehäusekörpers 12 a gleitbar bzw. verschiebbar ist, der sich zwischen den beiden Anschlüssen 14, 15 befindet. Ferner weist der Kolben einen Bereich 16 b kleinen Durchmessers auf; dieser Bereich ist öldicht eingepaßt und in dem Tragzylinder 12 b verschiebbar. Die beiden Bereiche 16 a, 16 b des Kolbens 16 teilen den Innenraum des Gehäuses 12 in drei Kammern auf, d. h. in eine eingangsseitige Hydraulikkammer 17, die mit dem Einlaßanschluß 14 in Verbindung steht, in eine ausgangsseitige Hydraulikkammer 18, die mit dem Auslaßanschluß 15 in Verbindung steht, und in eine Federkammer 19.

Ein Ventilzylinder 20 steht mit dem vorderen Ende des Kolbens 16 in Schraubverbindung; er weist zum Innenraum der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18. Eine in dem Ventilyzlinder 20 festgelegte Ventilkammer 21 steht mit ihrem einen Ende über eine Durchgangsbohrung 22 in dem Kolben 16 mit der eingangsseitigen Hydraulikkammer 17 in Verbindung, und mit einem an ihrem anderen Ende vorgesehenen Ventilsitz 23 steht sie mit der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18 über einen Ventilanschluß 24 und eine Querbohrung 25 in Verbindung, die in dem Ventilzylinder 20 gebildet ist. Diese Ventilkammer 21 umgibt einen kugelförmigen Ventilkörper 26; eine Ventilfeder 27 zwingt den Ventilkörper 26 in eine solche Richtung, daß er auf dem Ventilsitz 23 sitzt.

In den Ventilanschluß 24 ist bzw. wird eine Ventilöffnungsstange 28 eingeführt. Diese Ventilöffnungsstange 28 steht mit ihrem einen Ende der inneren Endfläche der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18 gegenüber, und mit ihrem anderen Ende steht sie dem Ventilkörper 26 gegenüber; sie ist imstande, den Ventilkörper 26 von dem Ventilsitz 23 zu lösen, wenn der Kolben eine Grenze seiner Vorwärtsbewegung erreicht hat (das ist eine Grenze seiner nach links gerichteten Bewegung unter Zugrundelegung der in der Zeichnung gezeigten Verhältnisse). Ferner ermöglicht die betreffende Stange dem Ventilkörper 26, auf dem Ventilsitz 23 zur Auflage zu gelangen, wenn der Kolben 16 von der Grenze seiner Vorwärtsbewegung in Rückwärtsrichtung bewegt ist (d. h. unter Zugrundelegung der in der Zeichnung gezeigten Verhältnisse nach rechts), und zwar um einen Abstand von nicht mehr als s.

In der Federkammer 19 steht eine Druckregulierfeder 29 unter Druck, die federnd den Kolben 16 in Vorwärtsrichtung drückt, d. h. zu der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18 hin.

Ein Rückwärtshub 1 des Kolbens 16 wird durch einen vorstehenden Schaft 30 an dessen rückseitigen Ende dadurch begrenzet, daß dieser an dem Abdeckteil 12 c zur Anlage gelangt. Dieser Hub 1 ist hinreichend größer gewählt bzw. festgelegt als die Größe der Rückwärtsbewegung s des Kolbens 16, die für einen Ventilschließvorgang des Ventilkörpers 26 erforderlich ist.

Nunmehr wird die Arbeitsweise des betrachteten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wenn ein Hydraulikdruck von der Hydraulikpumpe bzw. Druckpumpe 6 an die eingangsseitige Hydraulikkammer 17 durch den Einlaßanschluß 14 abgegeben wird, wird der betreffende Druck in einer Stufe, in der der Pegel des hydraulischen Drucks niedriger ist als ein bestimmter Pegel, zu der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18 durch die Durchgangsbohrung 22, die Ventilkammer 21, den Ventilanschluß 24 und die Querbohrung 25 ohne Pegelreduzierung übertragen.

Wenn der Hydraulikdruck in der eingangsseitigen und in der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 17 bzw. 18 auf einen bestimmten Pegel angestiegen ist, überwindet die auf den Kolben 16 wirkende Rückziehkraft, die durch Multiplikation der Querschnittsfläche des Bereiches 16 b kleineren Durchmessers des Kolbens 16 mit diesem hydraulischen Druck bestimmt ist, eine eingestellte Belastung der Regulierfeder 29, so daß der Kolben 16 sich zurückbewegt, wenn bzw. da er die Regulierfeder 29 zusammendrückt. Wenn das Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Kolbens 16 den Wert s erreicht hat, sitzt der Ventilkörper 26 auf dem Ventilsitz 23 und verschließt den Ventilanschluß 24. Demgemäß tritt während dieser Zeit irgendeine Erhöhung des Hydraulikdrucks in der auslaßseitigen Hydraulikkammer 18 nicht auf.

Wenn der Hydraulikdruck in der eingangsseitigen Hydraulikkammer 17 weiter ansteigt und wenn die Summe der in Vorwärtsrichtung auf den Kolben 16 einwirkenden Kraft infolge des Hydraulikdrucks in der eingangsseitigen Hydraulikkammer 17 und aufgrund der auf den Kolben 16 durch die Druckregulierfeder 29 einwirkenden Kraft die Rückziehkraft überwunden hat, die auf den Kolben 16 infolge des Hydraulikdrucks in der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18 einwirkt, dann bewegt sich der Kolben 16 nach vorn (in der Zeichnung nach links). Wenn der Kolben die Grenze seiner Vorwärtsbewegung erreicht hat, ist der Ventilkörper 26 aus dem Ventilsitz 23 durch die Ventilöffnungsstange 28 gelöst, so daß der Ventilanschluß 24 wieder geöffnet ist. Infolgedessen wird der Hydraulikdruck in der eingangsseitigen Hydraulikkammer 17 zu der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18 übertragen, wodurch der Hydraulikdruck in dieser Kammer ansteigt. Wenn dieser Druck einen gewissen Pegel erreicht hat, wird der Kolben 16 wieder zurückbewegt, und der Ventilanschluß 24 wird bzw. ist durch den Ventilkörper 26 geschlossen, womit das Ansteigen dieses Drucks aufhört. Aufgrund der Wiederholung dieser Vorgänge wird der Druck, der nicht niedriger ist als ein bestimmter Pegel, in einem bestimmten Druckreduzierverhältnis herabgesetzt, und der resultierende Druck wird zu der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18 hin übertragen. Der der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18 zugeführte Hydraulikdruck wird dem Eingangsanschluß Ba des Druckverstärkers B für dessen Betrieb zugeführt.

Wenn das Bremspedal 1 nunmehr herabgedrückt wird, um das Fahrzeug zu bremsen, wird der Druckverstärker B in Abhängigkeit vom Hydraulikdruck in seinem Eingangsanschluß Ba betätigt, um den Hauptbremszylinder M anzusteuern. Demgemäß werden die Bremsen Wfr, Wrl, Wfl, Wrr für die Vorderräder und die Hinterräder durch den ausgangsseitigen Hydraulikdruck betätigt, der im ersten bzw. zweiten Ausgangsanschluß 2 ₁ bzw. 2 ₂ erzeugt wird.

Wenn der Modulator 3 durch ein Dämpfungssignal betätigt wird, welches von der Antiblockier-Steuereinheit 4 während eines derartigen Bremsvorgangs abgegeben wird, um ein Blockieren der Räder zu vermeiden, dann wird der ausgangsseitige Hydraulikdruck an bzw. in den Ausgangsanschlüssen 2 ₁, 2 ₂ zur Seite des Hauptbremszylinders M hin zurückgedrückt, um den hydraulischen Bremsdruck für die Bremsen Wfr, Wrl, Wfl, Wrr der Vorderräder bzw. Hinterräder zu vermindern. Infolgedessen bewirkt in dem Druckverstärker B das Auftreten eines Rückschlags das Zurückdrücken des Verstärkerkolbens von der Seite des Hauptbremszylinders M. Dies bewirkt, daß das Drucköl im Eingangsanschluß Ba zu der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18 des Reduzierventils 11 zurückfließt, so daß der Druck in der Kammer 18 ansteigt, um den Kolben 16 zurückzubewegen.

Da der Rückwärtshub 1 des Kolbens 16 hinreichend größer festgelegt ist als die Größe s seiner Rückwärtsbewegung, die für den Ventilschließvorgang des Ventilkörpers 26 erforderlich ist, bewegt sich der Kolben 16 in hohem Maße zurück, währenddessen die Druckregulierfeder 29 zusammengedrückt wird. Dies ermöglicht ein Ansteigen des Hydraulikdrucks in der ausgangsseitigen Hydraulikkammer 18, d. h., daß ein Ansteigen des eingangsseitigen Hydraulikdrucks für den Druckverstärker B abgeschwächt ist, wodurch die normale Arbeitsweise des Modulators 3 gesichert ist.

Wenn die Betätigungskraft von dem Bremspedal 1 vermindert wird, um die Radbremsung freizugeben, wird das Drucköl, welches für die Betätigung des Druckverstärkers B bis zu diesem Zeitpunkt verwendet worden ist, von dem Auslaßanschluß Bb zu dem Ölvorratsbehälter 10 zurückgeführt.

Gemäß der vorstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung ist ein Regler als Proportional-Reduzierventil ausgebildet, welches imstande ist, einen von der Hydraulikpumpe abgegebenen Druck in einem bestimmten Reduzierverhältnis herabzusetzen und den so reduzierten Druck an den Druckverstärker abzugeben. Ferner ist ein Kolben in diesem Ventil derart untergebracht, daß er einen Rückwärtshub in einem solchen Ausmaß auszuführen imstande ist, welches dem Kolben ermöglicht, sich über die Ventilschließposition hinaus rückwärts zu bewegen, um dadurch das Volumen der ausgangsseitigen Hydraulikkammer des Ventils zu erhöhen. Wenn ein Rückschlagphänomen während dieser Arbeitsweise des Druckverstärkers auftritt, dann bewegt sich demgemäß der Kolben in dem Reduzierventil, welches einen Regler darstellt, über die Ventilschließposition hinaus in Rückwärtsrichtung, um Stöße zu verringern, die aufgrund des Rückschlagphänomens auftreten können. Deshalb braucht ein Akkumulator nicht in dem Bereich des Hochdruck-Öldurchgangs vorgesehen zu werden, der zwischen dem Regler und dem Druckverstärker verläuft. Aufgrund der vereinfachten Konstruktion kann die hydraulische Druckquelleneinrichtung mit niedrigem Preis bereitgestellt werden.

Claims (3)

1. Hydraulische Druckquelleneinrichtung für Druckverstärker (B), mit einer Hydraulikpumpe (6),
mit einem Hochdruck-Öldurchgang (7), der einen Bereich (7) aufweist, welcher einen Abgabeanschluß der Hydraulikpumpe (6) mit einem Einlaßanschluß eines Druckverstärkers (B) verbindet,
und mit einem Regler (11), der einen von der Hydraulikpumpe (6) abgegebenen Druck reguliert und der den so regulierten Druck an den Druckverstärker (B) abgibt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Regler (11) als Proportional-Reduzierventil (11) ausgebildet ist, welches den von der Hydraulikpumpe (6) abgegebenen Druck in einem bestimmten Reduzierverhältnis zu vermindern und einen reduzierten Druck an den Druckverstärker (B) abzugeben gestattet,
und daß das Proportional-Reduzierventil (11) einen Kolben (16) aufweist, der in einer Rückziehrichtung einen Hub solcher Größe aufzuführen gestattet, welcher dem Kolben (16) ermöglicht, sich an einer Ventilschließposition vorbei zurückzuziehen und ein Volumen einer ausgangsseitigen Hydraulikkammer (18) zu erweitern.

2. Hydraulische Druckquelleneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Bremsölweg, welcher einen durch den Druckverstärker (B) betätigten Hauptzylinder (M) und einen Radbremse (z. B. Wfr) verbindet, ein Modulator (3) eingefügt ist, der einen an die betreffende Radbremse abgegebenen Bremsdruck in dem Fall reduziert, daß ein Rad dabei ist zu blockieren,
und daß der Modulator (3) mit einem Eingangsanschluß über den Hochdruck-Öldurchgang (7) mit der Hydraulikpumpe (6) verbunden ist.

3. Hydraulische Druckquelleneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hochdruck-Öldurchgang (7) in Strömungsrichtung vor dem Proportional-Reduzierventil (11) ein Akkumulator (8) eingefügt ist.