DE3704232A1 - Druckerzeugungsvorrichtung mit einer einrichtung zur druckentlastung - Google Patents
Druckerzeugungsvorrichtung mit einer einrichtung zur druckentlastungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Drucker
zeugungsvorrichtung, die imstande ist, ein Fluid in zwei
Stufen unter Druck zu setzen, mit einem Hochdruckspeicher,
mit einer diesen Hochdruckspeicher mit einem unter hohem
Druck stehenden Fluid speisenden Hochdruckpumpe, mit einem
die Hochdruckpumpe mit einem unter relativ niedrigem Druck
stehenden Fluid beschickenden Ladespeicher und mit einer
den Ladespeicher beschickenden Ladepumpe.
Eine Druckerzeugungsvorrichtung der oben skizzierten Art
wird beispielsweise für ein hydraulisches Antigleit- oder
Antiblockierbremssystem (ABS-System) für ein Kraftfahrzeug
verwendet. Die Hochdruckpumpe wird in einer intermittieren
den Weise betrieben, d.h., die Hochdruckpumpe wird in Be
trieb gesetzt, wenn der Druck im Hochdruckspeicher unter
einen vorgegebenen unteren Grenzwert abgefallen ist, und
sie wird stillgesetzt, wenn der Druck im Hochdruckspeicher
auf einen vorgegebenen oberen Grenzwert angehoben worden
ist.
Im Fall der Anwendung einer einen Hochdruckspeicher enthal
tenden Druckerzeugungsvorrichtung für ein ABS-System eines
Kraftfahrzeugs speichert der Hochdruckspeicher das dunter
einem hohen Druck, der bei 19,62 N/mm2 (196,2 Bar) liegt,
stehende Arbeitsfluid. Wenn es notwendig wird, die Drücke
in Bremszylindern zu regeln, um ein Blockieren der Fahrzeug
räder zu verhindern, so wird das im Hochdruckspeicher gespei
cherte Fluid einer Druckregelvorrichtung zugeführt.
Eine gleichartige Druckerzeugungsvorrichtung kommt zur Be
tätigung eines hydraulischen Druckverstärkers zur Anwendung
der in einem Bremssystem eines Kraftfahrzeugs verwendet wird,
um die auf ein Bremspedal oder ein anderes Betätigungsglied
aufgebrachte Arbeitskraft zu verstärken, so daß die verstärk
te Kraft einem Hauptbremszylinder zugeführt wird. Während
das Bremssystem in Ruhe ist, wird die Hochdruckpumpe betrie
ben, um die Flüssigkeit unter einem hohen Druck im Hochdruck
speicher zu speichern. Bei Betätigung des Bremssystems wird
die unter Druck stehende Flüssigkeit vom Hochdruckspeicher
zum Druckverstärker hin geführt. Ferner wird eine Druckerzeu
gungsvorrichtung für eine Anzugsteuerung im Bremssystem des
Fahrzeugs verwendet, um ein auf übermäßigen Antriebskräften
beruhendes Schlupfen der Räder auf der Straßenoberfläche
zu verhindern.
Bei manchen Bremssystemen ist es erwünscht, daß eine Hoch
druckleitung von einem hohen Druck befreit wird, während
die Hochdruckpumpe stillsteht. Wenn beispielsweise die Hoch
druckleitung eines Hydrauliksystems einen flexiblen Gummi
schlauch enthält, so ist es vorzuziehen, die Zeitspanne,
während welcher der Schlauch einem hohen Druck ausgesetzt
ist, zu vermindern, um eine Zerstörung des Schlauchs zu ver
hindern und dessen Standzeit zu verlängern. Ferner wird auch
bevorzugterweise der Motor für die Hochdruckpumpe gegen eine
anfängliche hohe Pumpbelastung bei einem Anlaufen, die auf
einen hohen Fluiddruck in der mit der Hochdruckpumpe ver
bundenen Hochdruckleitung zurückzuführen ist, geschützt.
In der Druckerzeugungsvorrichtung für ein ABS-Bremssy
stem eines Kraftfahrzeugs wird beispielsweise ein flexibler
Hochdruckschlauch zur Verbindung der Hochdruckpumpe und des
Hochdruckspeichers in der Weise, daß zwischen dem Speicher
und der Pumpe eine Relativbewegung ermöglicht wird, verwen
det. Der flexible Hochdruckschlauch ist, während die Pumpe
arbeitet, aber auch bei deren Stillstand einem relativ hohen
Druck ausgesetzt. Das führt zu einer Verkürzung der Stand
oder Haltbarkeitszeit des Schlauchs. Im Hinblick auf diesen
Mangel und Übelstand wurde seitens der Anmelderin eine Druck
erzeugungsvorrichtung vorgeschlagen (JP-Patent-OS Nr.
60 - 15 426, veröffentlicht am 16. August 1986), wobei der
Hochdruckschlauch während des Stillstands der Pumpe von
einem hohen Druck befreit ist. Im einzelnen wird ein Rück
schlagventil zwischen dem Hochdruckschlauch und dem Hoch
druckspeicher angeordnet, um eine Strömung der Flüssigkeit
aus dem Hochdruckspeicher heraus zu verhindern. Ferner wird
zwischen dem Rückschlagventil und der Hochdruckpumpe eine
Einrichtung zur Druckabsenkung vorgesehen, um den Druck im
Hochdruckschlauch bei Stillsetzen der Pumpe abzuführen.
Der obige Vorschlag war jedoch nicht auf eine Druckerzeu
gungsvorrichtung ausgerichtet oder abgestellt, die mit einer
Ladepumpe sowie mit einem Ladespeicher zusätzlich zu einer
Hochdruckpumpe und zu einem Hochdruckspeicher ausgestattet
ist. Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um eine
Druckentlastungseinrichtung für eine solche Druckerzeugungs
vorrichtung zu schaffen, indem der Ladespeicher, der zum Be
schicken der Hochdruckpumpe zum Einsatz kommt, nutzbar ge
macht wird.
Die oben skizzierte Druckerzeugungsvorrichtung weist noch
einen weiteren Nachteil auf, der im folgenden erörtert wird.
Wenn der Druck im Hochdruckspeicher unter den vorgegebenen
unteren Grenzwert abgesenkt worden ist, wird die Hochdruck
pumpe in Gang gesetzt, um den Hochdruckspeicher mit dem
Fluiddruck von Sollhöhe zu beschicken. Der untere Grenzwert
wird mit einem relativ hohen Wert festgesetzt, z.B.
13,73 N/mm2 (137,34 Bar), der ausreichend hoch ist, um bei
spielsweise den Druckverstärker des Bremssystems zu betä
tigen. Deshalb muß die Hochdruckpumpe betrieben werden, um
das unter Druck stehende Fluid gegen den relativ hohen Druck
im Hochdruckspeicher in diesen hineinzudrücken, und zwar
sofort am Beginn eines jeden Pumpzyklus. Das heißt mit ande
ren Worten, daß der die Hochdruckpumpe treibende Pumpenmotor
diese relativ hohe Anfangspumpenbelastung wie auch eine auf
dem Beharrungsvermögen des Pumpenmotors und der Hochdruck
pumpe beruhende Belastung aufnehmen muß, wenn die Pumpvor
richtung in Gang gesetzt wird. Demzufolge muß der Pumpen
motor eine relativ große Leistung haben, die ausreichend
groß ist, um bei seinem Anlaufen eine relativ hohe Antriebs
kraft zur Verfügung zu stellen.
Als Antriebsmotor für die Hochdruckpumpe kommt in weitem
Umfang ein Gleichstrommotor zur Anwendung. In diesem Fall
ist der an den Gleichstrommotor gelegte Anlaufstrom extrem
hoch, was einen rapiden Verschleiß der Motorbürsten sowie
eine verkürzte Lebensdauer des Motors zum Ergebnis hat.
Die Hochdruckpumpe kann durch die Maschine des Kraftfahr
zeugs oder eine andere Antriebsquelle, die zum Betrieb einer
anderen Vorrichtung oder Baukomponente vorgesehen ist, über
eine Kupplung für eine ausgewählte Verbindung der Antriebs
quelle mit der Hochdruckpumpe betrieben werden. In diesem
Fall muß die Leistung der Kupplung mit der an die Antriebs
quelle bei einem Anlaufen gelegten Belastung in Einklang
stehen. Ferner bewirkt das Betreiben der Hochdruckpumpe
eine relativ starke Veränderung in der an die Antriebsquel
le, z.B. die Fahrzeugmaschine, gelegten Belastung.
Die oben herausgetellten Mißhelligkeiten und Nachteile sind
auch dann vorhanden, wenn die Druckerzeugungsvorrichtung
für andere Anlagen oder Systeme außer einem hydraulischen
Bremssystem für Kraftfahrzeuge zur Anwendung kommt.
Im Hinblick auf die obigen Feststellungen ist es die Aufga
be der Erfindung, eine Druckerzeugungsvorrichtung, die
einen Ladespeicher sowie eine Ladepumpe zusätzlich zu einem
Hochdruckspeicher sowie zu einer Hochdruckpumpe aufweist,
welche miteinander durch eine Hochdruckleitung verbunden
sind, zu schaffen, wobei eine Druckentlastungseinrichtung
vorhanden ist, um den Druck in der Hochdruckleitung abzubau
en, wenn die Vorrichtung stillgesetzt wird.
Hierbei ist es ein Ziel der Erfindung, eine Druckerzeugungs
vorrichtung , die einen Ladespeicher und eine Ladepumpe zu
sätzlich zu einem Hochdruckspeicher und einer Hochdruckpum
pe umfaßt, zu schaffen, wobei eine Druckentlastungseinrich
tung zum Schutz der Hochdruckpumpe gegenüber einer anfängli
chen hohen Pumpenlast für eine bestimmte, an die Inbetrieb
nahme der Hochdruckpumpe anschließende Zeitspanne vorgese
hen ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, den Ladespei
cher zur Ausbildung dieser Druckentlastungseinrichtung zu
nutzen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Druckerzeu
gungsvorrichtung geschaffen, die umfaßt: (a) einen Hochdruck
speicher zur Speicherung eines Fluids unter einem hohen
Druck und zur Zufuhr dieses Fluids zu einem hydraulischen
Bauteil, (b) eine mit ihrem einen Ende an den Hochdruckspei
cher über ein erstes Rückschlagventil angeschlossene Hoch
druckleitung, (c) eine an das andere Ende der Hochdrucklei
tung angeschlossene Hochdruckpumpe, die den Hochdruckspei
cher mit dem unter hohem Druck stehenden Fluid speist,
(d) einen Ladespeicher der Kolbenbauart mit einem Kolben
und mit einer mit der Hochdruckpumpe verbundenen Speicherkam
mer zur Speicherung des Fluids unter einem gegenüber dem
Druck des Fluids im Hochdruckspeicher niedrigeren Druck,
wobei der Hochdruckpumpe das unter niedrigem Druck stehende
Fluid zugeführt wird, und (e) eine den Ladespeicher mit dem
unter niedrigem Druck stehenden Fluid speisende Ladepumpe,
wobei die Erfindung darin beruht, daß eine Ableiteinrich
tung im Ladespeicher vorgesehen ist, um ein Abfließen des
darin unter niedrigem Druck gespeicherten Fluids in einer
geringen Strömungsmenge zu ermöglichen, daß ein Verbindungs
kanal vorhanden ist, der die Hochdruckleitung mit der Spei
cherkammer des Ladespeichers verbindet, daß im Verbindungska
nal ein zweites Rückschlagventil angeordnet ist, das ein
Absperrglied umfaßt, welches eine Fluidströmung von der
Hochdruckleitung zum Ladespeicher hin verhindert, und daß
zwischen dem Kolben des Ladespeichers sowie dem Absperrglied
des zweiten Rückschlagventils ein Ventilbetätigungsglied
vorhanden ist. Das Ventilbetätigungsglied wird so betrie
ben, daß es das zweite Rückschlagventil in der Offenstel
lung hält, solange im Ladespeicher Fluid nicht gespeichert
ist.
Bei der erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung mit
dem obigen Aufbau werden der Verbindungskanal durch das
zweite Rückschlagventil verschlossen und die Hochdrucklei
tung vom Ladespeicher getrennt, während die Hochdruckpumpe
sowie die Ladepumpe betrieben werden. In diesem Zustand
wird deshalb die von der Hochdruckpumpe gelieferte Gesamt
fluidmenge dem Hochdruckspeicher zugeführt. Bei Stillsetzen
der Hochdruckpumpe wird auch die Ladepumpe stillgesetzt.
Während die Pumpen außer Betrieb sind, fließt das in der
Speicherkammer des Ladespeichers enthaltene Fluid durch die
Ableiteinrichtung ab. Folglich wird in einer bestimmten
Zeitspanne nach dem Stillsetzen der Ladepumpe der Ladespei
cher in seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzt, in
welchem in seiner Speicherkammer Fluid nicht gespeichert
ist. Das heißt,daß der Kolben des Ladespeichers in seine
Ausgangslage zurückgeführt wird, in der das Ventilbetäti
gungsglied das zweite Rückschlagventil in der Offenstellung
hält. Als Ergebnis dessen wird die Hochdruckleitung mit dem
Ladespeicher durch den Verbindungskanal verbunden, so daß
die Hochdruckleitung drucklos wird. Damit wird die Hoch
druckleitung vom hohen Fluiddruck, solange die Hochdruck
pumpe stillsteht, befreit, so daß die Lebensdauer dieser
Leitung verlängert wird.
Da das zweite Rückschlagventil durch eine mechanische, durch
die Bewegung des Kolbens des Ladespeichers in seine Ausgangs
lage zurück hervorgerufene Kraft geöffnet wird, ist eine
elektrische Steuereinrichtung nicht notwendig. Insofern ist
die erfindungsgemäße Druckentlastungseinrichtung sehr zuver
lässig und bei niedrigen Kosten verfügbar.
Nach einem Merkmal der Erfindung besteht das Ventilbetäti
gungsglied aus einem Vorsprung oder Ansatz, der entweder
vom Kolben des Ladespeichers oder vom Absperrglied des zwei
ten Rückschlagventils vorsteht.
In dem Fall, da die Hochdruckleitung aus einem flexiblen
Schlauch besteht, sind die erfindungsgemäße Ausbildung und
Anordnung besonders wirksam.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird das
zweite Rückschlagventil wenigstens für eine Zeitspanne ge
öffnet gehalten, bis eine auf einem Beharrungsvermögen beru
hende Belastung der Hochdruckpumpe, nachdem die Belastung
nach dem Anlaufen der Hochdruckpumpe eine maximale Höhe er
reicht hat, auf einen vorbestimmten Wert abgesenkt ist. In
diesem Fall wird die Pumpnennbelastung an der Hochdruck
pumpe erst dann zur Wirkung gebracht, nachdem die auf einem
Beharrungsvermögen beruhende Belastung der Pumpvorrichtung
beträchtlich herabgesetzt worden ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Ventil
betätigungsglied an einem Plungerkolben vorgesehen, der im
Kolben des Ladespeichers in dessen axialer Richtung ver
schiebbar aufgenommen ist. Ferner ist zwischen dem Plunger
kolben und dem Kolben eine Ventilsteuerung, um den Plunger
kolben ortsfest zu halten, vorgesehen, so daß das zweite
Rückschlagventil offengehalten wird, während der Kolben aus
einer vorgeschobenen Lage, in der das Volumen der Speicher
kammer des Ladespeichers minimal ist, um eine vorbestimmte
Strecke zurückgeführt wird. Die Ventilsteuerung ermöglicht
ein Schließen des zweiten Rückschlagventils, wenn der Kolben
aus der vorgeschobenen Lage um mehr als die vorbestimmte
Strecke zurückgeführt wird, und sie öffnet das zweite Rück
schlagventil gegen den Druck in der Hochdruckleitung, wenn
der Kolben in eine seiner vorgeschobenen Lage nahe Lage
vorbewegt wird.
Gemäß dem obigen Merkmal der Erfindung wird der Kolben des
Ladespeichers, wenn die Ladepumpe stillsteht, in seine vor
geschobene Lage gebracht und das zweite Rückschlagventil
durch das Ventilbetätigungsglied geöffnet gehalten, so daß
die Hochdruckleitung mit der Speicherkammer des Ladespei
chers in Verbindung ist.
Wenn die Hochdruckpumpe in Gang gesetzt wird, um den Hoch
druckspeicher zu beschicken, so beginnt die Ladepumpe so
fort mit einem wirksamen Pumpbetrieb. Jedoch erbringt die
Hochdruckpumpe für eine bestimmte Zeitspanne nach dem An
laufen keine effektive Pumpleistung, da das von der Hoch
druckpumpe geförderte Fluid durch den Verbindungskanal in
den Ladespeicher fließt. Weil das in der Speicherkammer
des Ladespeichers gespeicherte Fluidvolumen größer wird,
wird der Kolben des Ladespeichers zurückgeführt. Jedoch wird
der mit dem Ventilbetätigungsglied versehene Plungerkolben
stationär gehalten, so daß das zweite Rückschlagventil ge
öffnet bleibt. Deshalb wirkt die Pumpnennbelastung nicht
auf die Antriebsquelle der Hochdruckpumpe, bis der Kolben
des Ladespeichers in die zurückgezogene Stellung bewegt
worden ist, in der das zweite Rückschlagventil in die
Schließlage gelangen kann.
Wenn der Kolben um die vorbestimmte Strecke zurückgeführt
worden ist, läßt das Ventilbetätigungsglied am Plungerkol
ben ein Schließen des zweiten Rückschlagventils zu, so daß
eine Einspeisung des von der Hochdruckpumpe zugeführten
Fluids in den Ladespeicher verhindert wird, womit das zuge
führte Fluid zwangsweise durch die Hochdruckleitung in den
Hochdruckspeicher eingespeist wird. Als Ergebnis dessen
wird die auf dem Druck der Hochdruckpumpe beruhende Pump
nennbelastung an der Antriebsquelle der Hochdruckpumpe zur
Wirkung gebracht. Unterdessen ist jedoch die Drehzahl der
die Antriebsquelle einschließenden Pumpvorrichtung auf einen
dem nominellen Betriebswert nahen Wert angehoben worden,
so daß folglich die auf dem Beharrungsvermögen der Pumpvor
richtung beruhende Belastung in ausreichendem Maß herabge
setzt worden ist.
Wenn der Druck im Hochdruckspeicher den vorbestimmten oberen
Grenzwert erreicht hat, so werden die Hochdruck- und die
Ladepumpe stillgesetzt. Zu dieser Zeit befindet sich der
Kolben des Ladespeichers in der ganz zurückgeschobenen
Lage, während das zweite Rückschlagventil geschlossen ist.
Demzufolge wird in der Hochdruckleitung ein hoher Fluiddruck
eingeschlossen. Jedoch fließt das in der Speicherkammer des
Ladespeichers gespeicherte Fluid durch die Ableiteinrich
tung mit geringer Durchsatzmenge ab, wobei der Kolben des
Ladespeichers sich langsam vorbewegt. Wenn der Kolben bis
in eine der völlig vorgeschobenen Lage nahe Lage bewegt wor
den ist, dann öffnet das Ventilbetätigungsglied das zweite
Rückschlagventil, womit das unter hohem Druck stehende Fluid
aus der Hochdruckleitung in den Ladespeicher fließen kann.
Wie vorstehend erläutert wurde, beginnt die Hochdruckpumpe
nicht mit einem effektiven Pumpbetrieb, bis nach dem Anlau
fen der Hochdruckpumpe eine vorgegebene Zeitspanne verstri
chen ist. Demzufolge wird bei dem Anlaufen der Hochdruck
pumpe deren Antriebsquelle von einer anfänglichen hohen
Pumpbelastung befreit. Somit kann die Druckentlastungsvor
richtung gemäß dem besprochenen Merkmal der Erfindung eine
relativ billige Antriebsquelle, die eine relativ geringe
Leistung hat, für die Pumpe verwenden.
Wenn ein Gleichstrommotor als Antriebsquelle oder -vorrich
tung für die Pumpe zum Einsatz kommt, so kann der erforder
liche Anlaufstrom vermindert und der Bürstenverschleiß herab
gesetzt werden, woraus eine längere Standzeit des Motors
resultiert. Falls eine Maschine eines Kraftfahrzeugs als An
triebsquelle für die Pumpe verwendet wird, so kann ferner
eine Änderung in der Belastung der Maschine bei Tätigwerden
der Pumpvorrichtung wegen der Herabsetzung in der Anlaufbe
lastung der Hochdruckpumpe, was auf dem oben erläuterten
Merkmal der Erfindung beruht, vermindert werden. Dieses
Merkmal gewährleistet auch die Entlastung der Hochdrucklei
tung von einem ansonsten nach Stillsetzen der Pumpvorrich
tung in dieser eingeschlossenen Fluid mit hohem Druck.
In einer Ausführungsform des oben herausgestellten Merkmals
der Erfindung umfaßt die Ventilsteuereinrichtung eine Feder,
die den Plungerkolben zum zweiten Rückschlagventil hin bela
stet, wobei die Feder an ihrem einen Ende am Plungerkolben
und an ihrem anderen Ende über ein in axialer Richtung be
wegbares Federgegenlager am Kolben des Ladespeichers anliegt,
ein am Plungerkolben derart angeordnetes Anlageteil, daß
dieses das Federgegenlager hält, um eine Belastung des Plun
gerkolbens durch die Feder zu unterbinden, wenn der Kolben
aus seiner vorgeschobenen Lage um mehr als die vorbestimm
te Strecke zurückgeführt wird, und einen am Kolben derart
angebrachten Anschlag, daß dieser gegen den Plungerkolben
stößt, wenn der Kolben in die der vorgeschobenen Lage nahe
Lage vorbewegt wird, wobei der Kolben und der Plungerkolben
durch den Anschlag als eine Einheit bewegt werden, während
der Kolben weiter in seine vorgeschobene Lage vorbewegt wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des gleichen Merkmals
der Erfindung umfaßt die Ventilsteuereinrichtung eine zwi
schen dem Kolben des Ladespeichers und dem Plungerkolben
angeordnete Feder, die den Plungerkolben zum zweiten Rück
schlagventil hin belastet, sowie eine Anschlageinrichtung,
die einen Relativbewegungsbereich zwischen dem Kolben und
dem Plungerkolben derart bestimmt, daß die Strecke geringer
ist als ein maximaler Arbeitshub des Kolbens, wobei die An
schlageinrichtung eine gemeinsame Bewegung des Plungerkol
bens sowie des Kolbens über außerhalb des Relativbewegungsbe
reichs befindliche Strecken herbeiführt, und zwar mit Bezug
zu der vorgeschobenen sowie einer zurückgezogenen Lage des
Kolbens, die den maximalen Arbeitshub bestimmen, hin und
her.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform des gleichen Merk
mals der Erfindung, umfaßt die Ventilsteuereinrichtung eine
zwischen dem Kolben des Ladespeichers und dem Plungerkolben
angeordnete, den Plungerkolben zum zweiten Rückschlagventil
hin belastende Feder, deren Federkraft ausreichend ist, um
das zweite Rückschlagventil gegen den Druck in der Hochdruck
leitung zu öffnen, wenn der Kolben sich in seiner vorgescho
benen Lage befindet. Die Kraft der Feder wird so bestimmt,
daß das zweite Rückschlagventil in die Schließlage gelangen
kann, nachdem der Kolben aus seiner vorgeschobenen Lage
um die vorbestimmte Strecke zurückgegangen ist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine
Druckerzeugungsvorrichtung geschaffen, die umfaßt: (a) einen
Hochdruckspeicher zur Speicherung eines Fluids unter einem
hohen Druck und zur Zufuhr dieses Fluids zu einem hydrauli
schen Bauteil, (b) eine mit ihrem einen Ende an den Hoch
druckspeicher über ein erstes Rückschlagventil angeschlosse
ne Hochdruckleitung, (c) eine an das andere Ende der Hoch
druckleitung angeschlossene Hochdruckpumpe, die den Hoch
druckspeicher mit dem unter hohem Druck stehenden Fluid
speist, (d) einen Ladespeicher der Kolbenbauart mit einem
Kolben und mit einer mit der Hochdruckpumpe verbundenen
Speicherkammer zur Speicherung des Fluids unter einem gegen
über dem Druck des Fluids im Hochdruckspeicher niedrigeren
Druck, wobei der Hochdruckpumpe das unter niedrigem Druck
stehende Fluid zugeführt wird, und (e) eine den Ladespei
cher mit dem unter niedrigem Druck stehenden Fluid speisen
de Ladepumpe, wobei die Erfindung darin besteht, daß ein
allgemein zylindrischer, am einen seiner entgegengesetzten
axialen Enden durch eine Bodenwand abgeschlossener Puffer
kolben, der in einem Gehäuse des Ladespeichers fluiddicht
derart aufgenommen ist, daß er über eine vorbestimmte
Strecke verschiebbar ist, vorgesehen ist, wobei der Puffer
kolben in sich einen Kolben des Ladespeichers verschiebbar
aufnimmt und mit dem Kolben zur Bestimmung einer Speicher
kammer zwischen ihnen zusammenarbeitet, daß eine Ableitein
richtung vorhanden ist, die ein Abfließen des in der Spei
cherkammer gespeicherten Fluids in einer geringen Durchsatz
menge zuläßt, daß ein erster Verbindungskanal eine Verbin
dung zwischen der Hochdruckleitung und einer Pufferkammer,
die auf der der Speicherkammer abgewandten Seite der Boden
wand des Pufferkolbens ausgebildet ist, herstellt, daß durch
die Bodenwand des Pufferkolbens ein zweiter Verbindungskanal
verläuft, der eine Verbindung zwischen der Puffer- sowie
der Speicherkammer herstellt, daß im zweiten Verbindungs
kanal ein zweites Rückschlagventil angeordnet ist, das eine
Fluidströmung von der Puffer- zur Speicherkammer hin unter
bindet, daß entweder am Kolben des Ladespeichers oder an
einem Absperrglied des zweiten Rückschlagventils ein Ventil
betätigungsglied vorhanden ist, das dann entweder mit dem
Absperrglied oder mit dem Kolben zum Anstoßen kommen kann,
um das zweite Rückschlagventil zu öffnen, wenn sich der Kol
ben in seiner vorgeschobenen Lage, in der das Volumen der
Speicherkammer auf dem Minimumwert ist, befindet, und daß
eine den Pufferkolben zur Pufferkammer hin belastende Feder
vorhanden ist, deren Druckkraft so bestimmt ist, daß sie
den Pufferkolben auch dann in einer vorgeschobenen Lage
hält, wenn ein zum Zurückführen des Kolbens des Ladespei
chers notwendiger Druck auf den Pufferkolben einwirkt, und
deren Druckkraft des weiteren so bestimmt ist, daß sie ein
Rückführen des Pufferkolbens aus der vorgeschobenen Lage
entgegen der Federkraft zuläßt, wenn der Druck in der Puf
ferkammer in einen Bereich abfällt, der zwischen dem zum
Zurückführen des Kolbens des Ladespeichers benötigten Druck
und einem unteren Grenzwert des Hochdruckspeichers
liegt.
Bei der Druckerzeugungsvorrichtung gemäß dem obigen Ge
sichtspunkt der Erfindung wird, wenn die Hochdruckpumpe in
Gang gesetzt wird, das von dieser Pumpe geförderte Fluid
zuerst in die Speicherkammer des Ladespeichers durch das
zweite Rückschlagventil, das zur Zeit des Anlaufens der
Hochdruckpumpe offen ist, gespeist. Nach dem Schließen des
zweiten Rückschlagventils, wobei der Kolben des Ladespei
chers um eine vorgegebene Strecke zurückgezogen ist, wird
das von der Hochdruckpumpe abgegebene Fluid in der Pufferkam
mer aufgenommen oder absorbiert, womit der Pufferkolben
zur zurückgezogenen Lage hin gedrückt wird. Wenn sich der
Pufferkolben in seiner völlig zurückgeschobenen Lage befin
det, in der das Volumen der Pufferkammer auf dem Maximumwert
ist, kann das geförderte Fluid nicht weiter in der Puffer
kammer aufgenommen werden, so daß das geförderte Fluid dem
Hochdruckspeicher zugeführt wird. Deshalb wird die vorausge
sehene oder nominelle hohe Pumpbelastung auf seiten des Pum
penantriebs selbst nach einem Schließen des zweiten Rück
schlagventils nicht zur Wirkung gebracht, bis der Pufferkol
ben die völlig zurückgezogene Lage erreicht hat, d.h., bis
eine dem maximalen Volumen der Pufferkammer entsprechende
Menge des geförderten Fluids durch die Rückschubbewegung
des Pufferkolbens absorbiert ist. Zwischenzeitlich ist die
Pumpvorrichtung (einschließlich der Lade- und Hochdruckpum
pe) auf einen der Nennbetriebsdrehzahl nahen Wert beschleu
nigt und die an der Pumpvorrichtung wirkende Beharrungs
oder Trägheitsbelastung erheblich herabgesetzt worden.
Auf diese Weise wird der Beginn der Fluidzufuhr von der Hoch
druckpumpe zum Hochdruckspeicher durch die Rückführbewegun
gen des Ladespeicher- sowie des Pufferkolbens verzögert.
Die Verzögerungszeit nach dem Schließen des zweiten Rück
schlagventils wird durch die zum Füllen der Pufferkammer
benötigte Betriebszeit der Hochdruckpumpe bestimmt. Dadurch
wird eine erhöhte Genauigkeit in der Regelung der Zeit, wäh
rend welcher der Pumpenmotor von der anfänglichen hohen
Pumpbelastung befreit ist, gewährleistet.
Ferner kann die in Rede stehende Druckerzeugungseinrichtung
von einer plötzlichen Änderung in der Pumpbelastung bei Be
ginn der Fluidförderung zum Hochdruckspeicher befreit wer
den. Die Druckkraft der Feder erhöht sich nämlich, wenn der
Pufferkolben in die zurückgezogene Lage gedrückt wird. Wenn
die Kennwerte der den Pufferkolben belastenden Feder so
bestimmt werden, daß die Druckkraft bei Erreichen der zurück
gezogenen Lage durch den Pufferkolben dem Pumpendruck, mit
dem das geförderte Fluid von der Hochdruckpumpe zum Hoch
druckspeicher gepumpt wird, entspricht, so kann in diesem
Fall eine erhebliche Änderung in der Pumpbelastung der Pump
vorrichtung zu Beginn der Fluidförderung zum Hochdruckspei
cher vermieden werden.
Im Hinblick auf die obigen Ausführungen wird die Möglichkeit
ins Auge gefaßt, den Pufferkolben primär zur Vermeidung
einer plötzlichen Änderung in der Pumpbelastung, wenn
die Hochdruckpumpe beginnt, das geförderte Fluid zum Hoch
druckspeicher zu führen, zu verwenden. In diesem Fall kann
der Schutz der Pumpvorrichtung gegenüber einer anfänglichen
hohen Pumpbelastung beim Anlaufen durch geeignete Mittel
und Maßnahmen, die den Pufferkolben nicht umfassen, erreicht
werden, um das zweite Rückschlagventil geöffnet zu halten,
bis der Kolben des Ladespeichers über eine erhebliche Strec
ke zurückgeschoben worden ist. Beispielsweise kann die Pump
vorrichtung von der anfänglichen hohen Pumpbelastung für
eine längere Zeit nach dem Anlaufen befreit werden, indem
der Abhebeweg des Rückschlagventils vergrößert oder ein Ven
tilbetätigungsglied, das mit Bezug zum Kolben des Ladespei
chers verschiebbar ist, verwendet wird.
Die Druckerzeugungsvorrichtung gemäß dem obigen Gesichts
punkt der Erfindung ist auch imstande, die Hochdruckleitung
durch die Ableiteinrichtung nach Stillsetzen der Vorrich
tung drucklos zu machen, wie vorher im einzelnen erläutert
wurde.
Die Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus
der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschrei
bung von bevorzugten Ausführungsformen deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines hy
draulischen ABS-Bremssystems, das mit einer Drucker
zeugungsvorrichtung in einer Ausführungsform der Er
findung ausgestattet ist, um eine flexible Hochdruck
leitung des Systems zu schützen;
Fig. 2 einen Längsschnitt einer Pumpvorrichtung, die einen
wesentlichen Teil des Druckerzeugungssystems bildet;
Fig. 3 eine Einzelheit einer Ausführungsform gemäß der Er
findung zum Schutz einer Pumpe gegen eine hohe Bela
stung beim Anlaufen;
Fig. 4 eine der Fig. 2 gleichartige Darstellung einer
weiteren Ausführungsform einer Druckerzeugungsvor
richtung gemäß der Erfindung mit einer abgewandelten
Anordnung zum Schutz der Pumpe;
Fig. 5 eine zur Fig. 2 gleichartige Darstellung einer Druck
erzeugungsvorrichtung in einer noch weiteren Ausfüh
rungsform gemäß der Erfindung mit einer abgewandel
ten Anordnung zum Schutz der Pumpe.
Die Fig. 1 zeigt ein hydraulisches ABS-Bremssystem für ein
Kraftfahrzeug mit einem Bremspedal 10 sowie einem Hauptbrems
zylinder 12 der Tandem-Bauart, bei dem zwei wechselseitig
unabhängige Druckkammern tandemartig angeordnet sind. In
den beiden Druckkammern erzeugte Flüssigkeitsdrücke werden
durch jeweilige Leitungen 14 und 16 einem Paar von (nicht
gezeigten) Vorderrad-Bremszylindern sowie einem Paar von
Hinterrad-Bremszylindern 22, die hier als Beispiel angege
ben sind, zugeführt.
Die Leitung 16, die den Hauptbremszylinder 12 und die Hin
terrad-Bremszylinder 22 verbindet, ist mit einem Dosierven
til 18 sowie einer Druckregelvorrichtung 20 versehen. Das
Dosierventil 18 ist imstande, in einem vorbestimmten
Verhältnis den Druck vom Hauptbremszylinder 12 abzusenken.
Da ein derartiges Dosierventil in der einschlägigen Technik
bestens bekannt ist, kann eine weitere Erläuterung entfallen.
Die Druckregelvorrichtung 20 umfaßt ein Druckregelteil 24
und ein Umgehungsteil 25. Der Druckregelteil 24 ist mit
einem Umsteuerventil 26 sowie einem Druckregelkolben 28 ver
sehen und arbeitet so, daß er gemäß dem Druck in einer Druck
kammer 30 die Drücke in den Hinterrad-Bremszylindern 22 re
gelt. Der Umgehungsteil 25 umfaßt ein Umsteuerventil 32
sowie einen Umgehungskolben 34 und arbeitet so, daß er eine
unmittelbare Verbindung des Hauptbremszylinders 12 mit den
Hinterrad-Bremszylindern 22 über eine Umgehungsleitung 38
herstellt, wenn an einer Druckkammer 36 kein Druck liegt.
Der Druck in der Druckkammer 30 des Druckregelteils 24 wird
durch ein erstes Magnetsteuerventil 40 sowie ein zweites
Magnetsteuerventil 42 geregelt. Das erste Magnetsteuerventil
40 wird durch Erregen und Entregen einer Magnetspule 43 zwi
schen einer ersten sowie zweiten Stellung betätigt. In der
ersten Stellung wird die Druckkammer 30 mit einem Regler
46 über das zweite Magnetsteuerventil 42 sowie eine Leitung
44 in Verbindung gebracht. In der zweiten Stellung steht
die Druckkammer 30 über eine Leitung 48 mit einem Vorrats
behälter 50 in Verbindung. Auf diese Weise wird der Druck
in der Druckkammer 30 durch das erste Magnetsteuerventil
40 angehoben oder abgesenkt. Das zweite Magnetsteuerventil
42 wird durch Regeln eines Arbeitszyklus eines an die Magnet
spule 52 gelegten erregenden Impulsstroms betätigt, welcher
das Verhältnis einer Zeit, während der das Steuerventil 42
offen ist, zu einer Zeit, während welcher dieses Ventil 42
geschlossen ist, regelt. Diese Arbeitszyklussteuerung läßt
eine Einregelung des Maßes, mit dem der Druck in der Druck
kammer 30 angehoben oder abgesenkt wird, zu. Die Magnetsteuer
ventile 40 und 42 dienen also dazu, die Drücke in den Hinter
rad-Bremszylindern 22 indirekt über die Druckregelvorrich
tung 20 zu regeln, um ein Blockieren der Hinterräder des
Fahrzeugs zu verhindern. Die Magnetspulen 43 und 52 werden
durch ein Steuergerät, dessen Hauptteil von einem Mikrocom
puter gebildet wird, erregt und entregt. Da die Steuerung
dieser Magnetspulen 43, 52 allgemein bekannt ist, erscheint
eine weitere Beschreibung als unnötig.
Der oben erwähnte Regler 46 umfaßt einen Steuerkolben 60
und ein Umsteuerventil 62. Auf der einen Seite des Steuerkol
bens 60 ist eine Druckkammer 64 ausgebildet, die durch eine
Leitung 66 mit dem Hauptbremszylinder 12 verbunden ist, so
daß sie den Hauptbremszylinderdruck empfängt. Der Steuer
kolben wird in Übereinstimmung mit Änderungen im Hauptbrems
zylinderdruck betätigt, um das Umsteuerventil 62 in ausge
wählter Weise in eine von drei Stellungen zu bringen: eine
erste Stellung, in der eine auf der anderen Seite des Steu
erkolbens 60 gebildete Druckkammer 68 mit einem Hochdruck
speicher 70 in Verbindung steht, eine zweite Stellung, in
der die Druckkammer 68 mit dem Vorratsbehälter 50 in Verbin
dung steht, und eine dritte Stellung, in der die Druckkammer
68 weder mit dem Speicher 70 noch mit dem Vorratsbehälter
50 verbunden ist. Somit arbeitet der Regler 60, um den Druck
vom Hochdruckspeicher 70 auf einen Pegel abzusenken, der
um einen geeigneten Wert höher ist als der Hauptbremszylin
derdruck. Der verminderte Druck wird vom Regler 60 dem zwei
ten Magnetsteuerventil 42 und der Druckregelvorrichtung 20
zugeführt.
Der Hochdruckspeicher 70 ist mit dem einen Ende einer Hoch
druckleitung 74 über ein erste Rückschlagventil 72 verbun
den. Das andere Ende der Hochdruckleitung 74 ist an eine
Pumpvorrichtung 76 angeschlossen. Ein Teil der Hochdrucklei
tung 74 besteht aus einem flexiblen Gummischlauch 78. Die
Pumpvorrichtung 76 wird von einem Pumpenmotor 80 getrieben,
der in Abhängigkeit von einem Signal von einem Druckschalter
82, der den Druck innerhalb des Hochdruckspeichers 70 erfas
sen kann, in Gang gesetzt und stillgesetzt wird. Somit wird
der Druck im Hochdruckspeicher 70 innerhalb eines vorbestimm
ten Bereichs gehalten. Zum Hydraulikkreis gehört noch ein
Druckentlastungsventil 84.
Wie aus der obigen Erläuterung deutlich wird, verwendet das
in Rede stehende Bremssystem eine Druckerzeugungsvorrich
tung, die von einem Hochdruckspeicher 70, der Hochdrucklei
tung 74, der Pumpvorrichtung 76 usw. gebildet wird. Die Pump
vorrichtung 76, die einen wesentlichen Teil der Druckerzeu
gungsvorrichtung bildet, ist in Fig. 2 im einzelnen darge
stellt.
Gemäß Fig. 2 umfaßt die Pumpvorrichtung 76 eine Ladepumpe
92, einen Ladespeicher 94 und zwei Hochdruckpumpen 96, wobei
alle diese Teile in einem einzigen Block 90 untergebracht
sind. Die Pumpvorrichtung 76 saugt das Fluid durch eine An
saugöffnung 98 an und setzt dieses angesaugte Fluid in zwei
Stufen unter Druck, worauf das unter Druck gesetzte Fluid
durch eine Austrittsöffnung 100 abgeführt wird.
Die Ladepumpe 92 weist einen in einem Gehäuse 102 verschieb
bar und im wesentlichen in fluiddichter Weise aufgenommenen
Plungerkolben 104 auf, der durch eine Feder 105 in axialer
Richtung belastet und über ein Lager 108 an einer exzentri
schen Antriebswelle 106 gehalten wird. Bei Drehung der ex
zentrischen Antriebswelle 106 über den Pumpenmotor 80 wird
der Plungerkolben 104 hin- und herbewegt, so daß er abwech
selnd das Volumen einer Pumpenkammer 110 erhöht oder ver
mindert, wodurch das Fluid durch einen Ansaugkanal 112 sowie
ein Ansaugventil 114 angesaugt und über ein Druckventil 116
in eine Austrittsleitung 118 gedrückt wird. Die Austritts
leitung 118 verzweigt sich in zwei Leitungen, die zu den
beiden Hochdruckpumpen 96 führen, und ferner ist die Aus
trittsleitung 118 auch mit dem Ladespeicher 94 verbunden.
Der Ladespeicher 94 enthält einen Kolben 122, der verschieb
bar und im wesentlichen fluiddicht in einem Gehäuse 120 auf
genommen ist sowie mit diesem Gehäuse zusammenwirkt, um eine
Speicherkammer 126 und eine Niederdruckkammer 128 auf den
einander entgegengesetzten Seiten des Kolbens 122 abzugren
zen. Eine Feder 124 belastet den Kolben 122 in axialer Rich
tung zur Speicherkammer 126 hin, welche mit der Austritts
leitung 118 in Verbindung steht, während die Niederdruckkam
mer 128 mit dem Ansaugkanal 112 verbunden ist. Der Kolben
122 ist mit einem Entlastungskanal 130 versehen, dessen eines
Ende in der Speicherkammer 126 mündet und dessen anderes
Ende an der Außenumfangsfläche des Kolbens 122 offen ist.
Die Öffnung des Entlastungskanals 130 an der Umfangsfläche
des Kolbens 122 wird normalerweise durch die Wand des Gehäu
ses 120 im wesentlichen verschlossen. Wenn der Kolben 122
aus seiner völlig vorgeschobenen Lage auf Grund eines Anwach
sens des in der Speicherkammer 126 gespeicherten Fluids
um eine vorbestimmte Strecke zurückgeschoben wird, dann wird
der Entlastungskanal 130 mit der Niederdruckkammer 128 in
Verbindung gebracht, so daß das Fluid aus der Speicherkammer
126 in die Niederdruckkammer 128 fließen kann. Die Speicher
kammer 126 steht normalerweise mit der Niederdruckkammer
128 durch den Entlastungskanal 130 und eine Blenden- oder
Düsenöffnung 132 in Verbindung. Diese Blendenöffnung 132
dient als Ableiteinrichtung, die ein Abfließen des Fluids
aus der Speicherkammer 126 in die Niederdruckkammer 128 mit
niedriger Durchsatzmenge zuläßt. Die Ableiteinrichtung kann
jedoch auch dadurch gebildet werden, daß zwischen dem Kolben
122 und dem Gehäuse 120 ein geeigneter Zwischenraum vorgese
hen wird, so daß das Fluid durch diesen Zwischenraum abflie
ßen kann.
Jede der Hochdruckpumpen 96 umfaßt einen Plungerkolben 142,
der in einem Gehäuse 140 verschiebbar und im wesentlichen
fluiddicht aufgenommen ist. Der Plungerkolben 142 wird von
einer Feder 144 belastet und über das Lager 108 an der ex
zentrischen Antriebswelle 106 in Anlage gehalten. Bei Dre
hung dieser Antriebswelle 106 wird der Plungerkolben 142
hin- und herbewegt, so daß das Volumen einer Pumpenkammer
146 abwechselnd erhöht und vermindert wird, wodurch das
Fluid durch die Lade- oder Austrittsleitung 118 sowie ein
Ansaugventil 148 angesaugt und durch ein Druck- oder Aus
trittsventil 150 in die Austrittsleitung 152, welche einen
Teil der Hochdruckleitung 74 bildet, ausgefördert wird. Da
der Ladespeicher 94 derart wirkt, daß er die Hochdruckpumpe
96 eindeutig mit dem von der Ladepumpe 92 unter Druck ge
setzten Fluid speist, kann die Hochdruckpumpe betrieben wer
den, um eine wirksame Pumpleistung zu erzeugen.
Die Austrittsleitung 152 ist mit der Speicherkammer 126
des Ladespeichers 94 über einen Verbindungskanal 154 verbun
den, in dem ein zweites Rückschlagventil 156 angeordnet ist,
das so arbeitet, daß es eine Fluidströmung von der Aus
trittsleitung 152 zur Speicherkammer 126 hin verhindert.
Am Kolben 122 des Ladespeichers 94 ist ein Ventilbetätigungs
glied in Form eines Vorsprungs 158 ausgebildet, der zum Ab
sperrglied des Rückschlagventils 156 hin vorsteht. Wenn der
Kolben 122 sich in seiner völlig vorgeschobenen Lage (Aus
gangslage) befindet, wobei in der Speicherkammer 126 kein
Fluid enthalten ist, stößt das Ventilbetätigungsglied 158
an das Absperrglied des Rückschlagventils 156, womit dieses
Ventil 156 geöffnet gehalten wird. Wenngleich das Ventilbe
tätigungsglied 158 hier am Kolben 122 ausgebildet ist, so
kann andererseits das Absperrglied des zweiten Rückschlag
ventils 156 mit einem solchen Vorsprung versehen sein, der
gegen die Stirnfläche des Kolbens 122 anstoßen kann.
Solange eine ausreichende Menge von unter hohem Druck befind
lichen Fluid im Hochdruckspeicher 70 des hydraulischen Brems
systems mit dem obigen Aufbau gespeichert wird, ist der Pum
penmotor 80 untätig und der Ladespeicher 94 in dem in Fig.2
gezeigten Zustand.
Wenn der Druck im Hochdruckspeicher 70 unter einen vorbe
stimmten unteren Grenzwert gefallen ist, so wird der Pumpen
motor 80 angeschaltet und die Ladepumpe 92 sowie die beiden
Hochdruckpumpen 96 werden in Betrieb gesetzt. Sobald der
Pumpenmotor 80 in Gang gesetzt wird, beginnt die Ladepumpe
92 ihre Pumptätigkeit, um den Ladespeicher 94 mit unter
Druck gesetztem Fluid zu speisen. Jedoch führen die Hochdruck
pumpen 96 einen wirksamen Pumpbetrieb unmittelbar nach dem
Anlaufen des Motors 80 nicht aus, da das zweite Rückschlag
ventil 156 geöffnet gehalten wird, was bewirkt, daß die ge
förderte Flüssigkeit durch den Verbindungskanal 154 zum La
despeicher 94 zurückgeführt wird. Insofern verhindert das
Rückschlagventil 156, daß der Pumpenmotor 80 einer Belastung
ausgesetzt wird, die auf dem Unterdrucksetzen des Fluids
beruht, und zwar zusätzlich zu seiner Belastung, die auf
einem Beharrungsvermögen der Pumpvorrichtung 76 bei deren
Anlaufen beruht. Auf diese Weise wird die für den Pumpenmo
tor erforderliche Leistung herabgesetzt, während dessen
Lebensdauer erhöht wird.
Da der Ausstoß der Ladepumpe 92 um eine vorgegebene Menge
größer ist als die Summe des Ausstoßes von den beiden Hoch
druckpumpen 96, steigt die im Ladespeicher 94 gespeicherte
Fluidmenge an, da die Pumpvorrichtung 76 in ihrem Arbeiten
fortfährt. Wenn der Kolben 22 auf Grund eines Anwachsens
des Fluids in der Speicherkammer 126 um eine vorbestimmte
Strecke zurückgeführt wird, dann wird das Ventilbetätigungs
glied 158 vom Absperrglied des zweiten Rückschlagventils
156 getrennt, so daß der Verbindungskanal 154 durch dieses
Rückschlagventil 156 geschlossen wird. Folglich wird das
von den Hochdruckpumpen 96 anschließend geförderte Fluid
durch die Austrittsöffnung 100 ausgefördert. Damit setzt
eine effektive Pumparbeit der Pumpvorrichtung 76 ein.
Wenn die Fluidmenge innerhalb des Hochdruckspeichers 70 an
steigt und ihr Druck einen oberen vorbestimmten Grenzwert
erreicht, dann wird der Pumpenmotor 80 stillgesetzt. Zu die
ser Zeit befindet sich der Kolben 122 des Ladespeichers 94
in der zurückgezogenen Lage, in der das Rückschlagventil
156 geschlossen ist. Demzufolge wird das von den Hochdruck
pumpen 96 unter hohen Druck gesetzte Fluid in der Hochdruck
leitung 74 eingeschlossen. Da jedoch das in der Speicherkam
mer 126 des Ladespeichers gespeicherte Fluid mit niedriger
Durchsatzmenge durch die Ableiteinrichtung in Gestalt der
Blendenöffnung 132 abfließt, kehrt der Kolben 122 langsam
in seine gänzlich vorgeschobene Lage (Ausgangslage) zurück,
so daß der Vorsprung 158 des Rückschlagventil 156 öffnet,
womit das Fluid aus der Hochdruckleitung 74 durch den Verbin
dungskanal 154 in den Ladespeicher 94 fließen kann. Somit
wird die Hochdruckleitung 74 vom hohen Druck des ansonsten
in ihr eingeschlossenen Fluids nach Stillsetzen der Pumpvor
richtung 76 entlastet und drucklos.
Wie oben beschrieben wurde, wird der Pumpenmotor 80 gegen
eine auf ihn wirkende Pumpbelastung für eine relativ kurze
Zeitspanne unmittelbar nach dem Anlaufen der Pumpvorrich
tung 76 geschützt. Wenn gewünscht wird, den Pumpenmotor 80
gegen eine anfängliche Pumpbelastung für eine längere Zeit
spanne zu schützen, so kann die Pumpvorrichtung 76 so abge
wandelt werden, wie das die Fig. 3 zeigt.
Bei dieser abgewandelten Ausführungsform ist der Ladespei
cher 94 mit einem Kolben 122 a versehen, der ein vorspringen
des Ventilbetätigungsglied 158 a mit gegenüber der Länge des
Vorsprungs 158 von Fig. 2 größerer Länge hat. Der Vorsprung
158 a kann mit einem Absperrglied 160 eines zweiten Rückschlag
ventils 156 a zum Anschlag kommen, das mit Bezug zum Ventil
sitz einen größeren Hubweg hat als das Absperrglied des Rück
schlagventils 156 der vorherigen Ausführungsform. Wegen des
größeren Hubweges wird das von einer Feder 164 belastete
Absperrglied 160 durch an der den Verbindungskanal 154 a be
grenzenden Wand ausgebildete vorragende Stege 162 geführt.
In diesem Fall wird das Rückschlagventil 156 a geöffnet gehal
ten, bis der Kolben 122 a um eine relativ große Strecke zu
rückgeführt worden ist, d.h., bis das in der Speicherkammer
des Ladespeichers 94 gespeicherte Fluid auf ein relativ ho
hes Volumen angestiegen ist. Demzufolge bleibt das Rück
schlagventil für eine vergleichsweise lange Zeit offen, wäh
rend welcher der Pumpenmotor 80 von einer anfänglichen Pump
belastung befreit ist. Vorzugsweise wird der Hubweg des
Rückschlagventils 156 a (die Länge des Vorsprungs 158 a) so
gewählt, daß das Rückschlagventil 156 a für eine Zeitspanne
offen bleibt, bis eine auf den Pumpenmotor 80 auf Grund des
Beharrungsvermögens des Motors 80 selbst, der Antriebswelle
106 sowie anderer bewegbarer Bauteile der Pumpvorrichtung
76 wirkende Belastung auf einen vorbestimmten niedrigen Wert,
nachdem die Belastung nach dem Anlaufen des Pumpenmotors
80 einen maximalen Wert erreicht hat, abgesenkt worden ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 werden weitere Ausfüh
rungsformen gemäß der Erfindung erläutert. Mit gleichen Be
zugszahlen wie in Fig. 2 bezeichnete Bauteile in den Fig.
4 und 5 erfüllen dieselbe Funktion wie bei der ersten Aus
führungsform, weshalb nur diejenigen Bauteile der jeweiligen
abgewandelten Ausführungsform erläutert werden, die sich
zur ersten unterscheiden.
Bei der Ausführungsform von Fig. 4 ist ein Ladespeicher 166
in einem Gehäuse aufgenommen, das von einem Teil des Blocks
90 sowie einer Kappe 170 gebildet wird. In dem vom Block
90 gebildeten Gehäuseteil ist ein allgemein zylindrischer
Pufferkolben 172, der an einer seiner axialen Stirnseiten
von einer Bodenwand 173 abgeschlossen ist, verschiebbar
und fluiddicht aufgenommen. Im Pufferkolben 172 befindet
sich ein darin verschiebbarer Kolben 174, der zwischen sich
und dem Pufferkolben 172 eine Speicherkammer 175 abgrenzt.
Ferner ist auf der von der Speicherkammer 175 abgewandten
Seite der Bodenwand 173 eine Pufferkammer 176 ausgebildet.
Der Pufferkolben 172 wird in einer zur Pufferkammer 176 hin
gerichteten Vorschubrichtung von einer Feder 177 belastet,
d.h. in einer Richtung, die eine Verminderung des Volumens
der Pufferkammer 176 bewirkt. In gleichartiger Weise steht
der Kolben 174 unter dem Druck einer weiteren Feder 178 in
der Vorschubrichtung zur Speicherkammer 175 hin. Der Puffer
kolben 172 ist um eine maximale Strecke L zurückführbar,
bis er an das offene Ende der Kappe 170 anstößt.
Diese Konstruktion kann als eine Abwandlung der vorherigen
Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 insofern angesehen
werden, als der Pufferkolben 172 als ein beweglicher Teil
des Gehäuses des Kolbens 174 des Ladespeichers dient, wobei
der übrige Teil des Gehäuses stationär ist, so daß ein (noch
zu beschreibendes) zweites Rückschlagventil 185 im bewegli
chen Teil des Gehäuses (Pufferkolben) gebildet wird, der
in den ortsfesten Gehäuseteil verschiebbar und fluiddicht
eingepaßt ist.
Die Speicherkammer 175 des Ladespeichers 166 wird normaler
weise mit der vorher erwähnten Austritts- oder Ladeleitung
118 durch einen Durchlaß 179 in der Seitenwand des Pufferkol
bens 172 und einen im Kolben 174 ausgebildeten Entlastungska
nal 180 in Verbindung gehalten. Wie der Entlastungskanal
130 bei der vorherigen Ausführungsform von Fig. 2 bewirkt
der Entlastungskanal 180 eine Fluidverbindung zwischen der
Speicherkammer 175 und der Niederdruckkammer 182, wenn der
Kolben 174 mit Bezug zum Pufferkolben 172 um eine vorbestimm
te Strecke zurückgeführt wird. In der gänzlich zurückgezoge
nen Lage des Kolbens 174 kann das Fluid von der Speicherkam
mer 175 aus durch den Entlastungskanal 180, der an seinen
Enden zu den Kammern 175 bzw. 182 hin offen ist, in die
Speicherkammer 182 fließen. Wie bei den vorherigen Ausfüh
rungsformen ist der Kolben 174 mit einer Ableiteinrichtung
in Form einer Blendenöffnung 183 versehen, die ein Abfließen
von in der Speicherkammer 175 befindlichem Fluid in die Nie
derdruckkammer 182 mit niedriger Durchsatzmenge, schon bevor
der Kolben 174 sich mit Bezug zum Pufferkolben 172 in seiner
zurückgezogenen Lage befindet, zuläßt.
Die Speicherkammer 175 steht mit der Pufferkammer 176 durch
einen im mittigen Teil der Bodenwand 173 des Pufferkolbens
172 ausgebildeten Kanal 184 in Verbindung. In diesem Verbin
dungskanal 184 ist das oben erwähnte zweite Rückschlagven
til 185 zusätzlich zum ersten Rückschlagventil 72 (Fig. 1)
angeordnet, das dazu dient, eine Fluidströmung von der Puf
ferkammer 176 zur Speicherkammer 175 zu unterbinden. Der
Kolben 174 ist mit einem vorspringenden Ventilbetätigungs
glied 186 versehen, das zum Absperrglied des Rückschlagven
tils 185 vorragt, so daß der Vorsprung 186 an dem im Verbin
dungskanal 184 befindlichen kugelförmigen Absperrglied ansto
ßen kann. Insbesondere wird der Vorsprung 186 an dem Absperr
glied des Rückschlagventils 185 und damit dieses Absperr
glied von seinem Sitz abgehoben gehalten, wenn sich der Kol
ben 174 in seiner gänzlich vorgeschobenen, in Fig. 4 gezeig
ten Lage befindet.
Bei der in Rede stehenden Ausführungsform ist die die Pumpen
96 und die Hochdruckleitung 74 verbindende Austrittsleitung
152 durch den Verbindungskanal 154 an die Pufferkammer 176
angeschlossen. Dieser Kanal 154 wird als erster Verbindungs
kanal bezeichnet, während der Kanal 184, der die Speicher
und Pufferkammer 175, 176 verbindet, als zweiter Verbindungs
kanal bezeichnet wird.
In dem die Pumpvorrichtung von Fig. 4 enthaltenden hydrauli
schen Bremssystem werden der Pufferkolben 172 sowie der Kol
ben 174 in ihre gänzlich vorgeschobenen Lagen gebracht,
während der Pumpenmotor 80 stillsteht, solange eine ausrei
chende Fluidmenge im Hochdruckspeicher 70 gespeichert ist.
In diesem Zustand sind die Volumina der Speicher- sowie
Pufferkammer 175, 176 auf einem Minimumwert, während das
zweite Rückschlagventil 185 offen ist, so daß zwischen den
beiden Kammern 175 und 176 eine Fluidverbindung besteht.
Bei Anlaufen des Pumpenmotors 80, weil der Druck im Hoch
druckspeicher 70 unter den vorbestimmten unteren Grenzwert
abgefallen ist, werden die Ladepumpe 92 und die Hochdruck
pumpen 96 gleichzeitig in Gang gesetzt. Wie bei der Ausfüh
rungsform von Fig. 2 beginnt die Ladepumpe 92 bei Anlaufen
des Pumpenmotors 80 mit einer wirksamen Pumparbeit, während
die Hochdruckpumpen 96 eine effektive Pumpleistung nicht
erreichen, bis das zweite Rückschlagventil 185 geschlossen
ist, d.h., solange das Rückschlagventil 185 offen ist, wird
das von den Hochdruckpumpen 96 geförderte Fluid in die Spei
cherkammer 175 gespeist. Mit anwachsender Flüssigkeitsmenge
in der Speicherkammer 175 wird der Kolben 174 mit Bezug zum
Pufferkolben 172 zurückgeschoben. Als Folge dessen wird
schließlich das Rückschlagventil 185, wenn der Kolben 174
mit Bezug zum Pufferkolben 172 seine gänzlich zurückgescho
bene Lage erreicht, geschlossen. Anschließend wird das von
den Pumpen 96 geförderte Fluid von der Pufferkammer 176 auf
genommen, so daß der Pufferkolben 172 zurückgeschoben wird.
Die Kennwerte der Druckfedern 177 und 178 werden so bestimmt,
daß der Ladespeicher 166 und das Rückschlagventil 185 in
der oben beschriebenen Weise geregelt werden. Insbesondere
werden die Kräfte der Federn 177, 178 so festgelegt, daß
der Pufferkolben in seiner gänzlich vorgeschobenen Lage auch
dann verbleibt, wenn ein zum Zurückführen des Kolbens 174
notwendiger Druck in der Pufferkammer 176 ansteht (und auf
den Pufferkolben 172 wirkt), und so festgelegt, daß der
Pufferkolben 172 aus der vorgeschobenen Lage gegen die Kraft
der Feder 177 zurückgeführt wird, wenn der Druck in der Puf
ferkammer 176 den zum Zurückschieben des Kolbens 174 notwen
digen Druck übersteigt, d.h., wenn der auf den Pufferkolben
172 wirkende Druck um einen bestimmten Wert höher wird als
ein Druck, bei dem das Rückschlagventil 185 geschlossen wird.
Auf diese Weise wird der Pumpenmotor 80 gegen eine hohe,
für einen zum Laden des Hochdruckspeichers 70 vorgesehenen
hohen Druck notwendige Belastung geschützt, d.h. für dieje
nige Zeitspanne, während welcher der Motor 80 einer relativ
hohen Belastung ausgesetzt ist, die eine Summe aus einer
im wesentlichen der dem Druck, bei dem der Ladespeicher 166
beginnt, das Fluid in der Speicherkammer 175 zu speichern,
gleichen Belastung und einer auf der Trägheit des Motors
80 sowie der zugeordneten Bauteile der Pumpvorrichtung 76
beruhenden Belastung ist. Insofern werden die Anlaufbela
stung des Pumpenmotors 80 verringert und folglich die Stand
zeit der Pumpvorrichtung 76 gesteigert.
Bei einem Fördern des Fluids durch die Hochdruckpumpen 96
wird der Pufferkolben 172 in eine gänzlich zurückgeschobene
Lage verlagert, in der der Kolben 172 gegen die Stirnfläche
der zylindrischen Kappe 170 anstößt. In dieser Lage hat die
Pufferkammer 176 ihr maximales Volumen, so daß die geförder
te Flüssigkeit in der Pufferkammer 176 nicht weiter aufgenom
men werden kann, sondern durch die Austrittsöffnung 100 in
den Hochdruckspeicher 70 eingespeist wird, d.h., die vorge
sehene oder nominelle hohe Pumpbelastung wird nicht auf den
Pumpenmotor selbst nach dem Schließen des zweiten Rückschlag
ventils aufgebracht, bis der Pufferkolben 172 seine völlig
zurückgeschobene Lage erreicht hat, das bedeutet, bis eine
dem maximalen Volumen der Pufferkammer 176 entsprechende
Menge des geförderten Fluids durch die Rückschubbewegung
des Pufferkolbens 172 aufgenommen ist. Zu dieser Zeit wird
die auf den Pumpenmotor 80 aufgebrachte Trägheitbelastung
nahezu auf Null gebracht. Insofern wird der Beginn der Fluid
förderung von den Hochdruckpumpen 96 zum Hochdruckspeicher
70 nach dem Schließen des zweiten Rückschlagventils 185 durch
die Rückschubbewegung des Pufferkolbens 172 verzögert. Diese
Verzögerungszeit wird durch die zur Füllung der Pufferkam
mer 176 notwendige Betriebszeit der Pumpen 96 bestimmt.
Dies gewährleistet eine gesteigerte Genauigkeit in der Rege
lung der Zeit, während welcher der Pumpenmotor 80 von der
anfänglichen hohen Pumpbelastung befreit ist.
Es ist auch zu bemerken, daß eine plötzliche Änderung in
der Pumpbelastung bei Beginn der Förderung zum Hochdruckspei
cher 70 durch geeignete Wahl der Druckkennwerte der den Puf
ferkolben 172 belastenden Feder 177 verhindert werden kann.
Die Druckkraft der Feder 177 wächst an, wenn der Pufferkol
ben 172 in die völlig zurückgeschobene Lage gedrückt wird.
Wenn die Druckkraft der Feder 177 so bestimmt wird, daß sie,
wenn der Pufferkolben 172 seine völlig zurückgeschobene Lage
erreicht hat, dem Pumpendruck entspricht, bei dem die ge
förderte Flüssigkeit von den Hochdruckpumpen 96 zum Hoch
druckspeicher 70 geführt wird, dann kann in diesem Fall eine
erhebliche Änderung in der Pumpbelastung des Pumpenmotors
80 bei Beginn der Fluidförderung zum Hochdruckspeicher ver
mieden werden.
Im Hinblick auf den obigen Betriebsgesichtspunkt der in Rede
stehenden Ausführungsform ist es möglich, daß der Puffer
kolben 172 primär dazu benutzt wird, allmählich die Pumpbe
lastung auf den Endbetriebswert anzuheben, um eine plötzli
che Änderung in der Pumpbelastung zu vermeiden, wenn die
Pumpen 96 mit der Abgabe des geförderten Fluids zum Hoch
druckspeicher 70 beginnen. In diesem Fall kann der Schutz
des Pumpenmotors 80 gegen eine anfängliche hohe Pumpbela
stung beim Anlaufen durch geeignete andere Einrichtungen
als den Pufferkolben 172 erreicht werden, um das Rückschlag
ventil 185 in der Offenlage zu halten, bis der Kolben 174
des Ladespeichers 166 um eine erhebliche Strecke zurückge
schoben worden ist. Beispielsweise kann der Pumpenmotor 80
von der anfänglichen hohen Pumpbelastung für eine längere
Zeitspanne nach dem Anlaufen entlastet werden, indem der
Hubweg des Rückschlagventils 158 und die Länge des vorsprin
genden Ventilbetätigungsglieds 186 vergrößert werden oder
indem ein Ventilbetätigungsglied verwendet wird, das mit
Bezug zum Kolben 174 des Ladespeichers 166 verschiebbar ist.
Vorzugsweise wird die Zeit, während welcher das Rückschlag
ventil 185 geöffnet gehalten wird, als lang genug gewählt,
um ein Absenken der Trägheitsbelastung des Pumpenmotors 80
auf einen beträchtlich niedrigen Wert, nachdem die Belastung
nach dem Anlaufen des Pumpenmotors 80 einmal den maximalen
Wert erreicht hat, zu ermöglichen.
Wenn der Druck im Hochdruckspeicher 70 über den vorgesehenen
oberen Grenzwert angehoben worden ist, wird der Pumpenmotor
80 stillgesetzt. In diesem Zustand wird mit dem Kolben 174
in seiner zurückgeschobenen Lage das zweite Rückschlagven
til 185 geschlossen. Jedoch kann das Fluid aus der Speicher
kammer 175 durch die Blendenöffnung 183 in die Niederdruck
kammer 182 abfließen, so daß folglich der Kolben 174 langsam
vorgeschoben wird. Wenn der Kolben 174 eine kurz vor seiner
völlig vorgeschobenen Lage befindliche Lage erreicht hat,
dann kommt der Vorsprung 186 an dem Absperrglied des Rück
schlagventils 185 zur Anlage, womit das Rückschlagventil
geöffnet wird. Als Ergebnis dessen kann das Fluid aus der
Pufferkammer 186 und der Hochdruckleitung 74 in die Speicher
kammer 175 des Ladespeichers 166 fließen. Auf diese Weise
wird die Hochdruckleitung 74 drucklos und folglich gegen
den hohen Fluiddruck, der ansonsten in ihr eingeschlossen
bleibt, während die Pumpenvorrichtung 76 stillsteht, ge
schützt.
Wie in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig. 2 erwähnt
wurde, kann das vorspringende Ventilbetätigungsglied 186
durch einen vom Absperrglied des Rückschlagventils 185 zur
Stirnfläche des Kolbens 172 hin ragenden Vorsprung ersetzt
werden, so daß das Rückschlagventil durch Anschlag des Vor
sprungs an der Stirnfläche des Kolbens 172 geöffnet wird.
Bei der Ausführungsform von Fig. 5 ist ein Ladespeicher 168
vorhanden, der einen Kolben 192 aufweist, welcher im Gehäuse
120 verschiebbar sowie im wesentlichen fluiddicht aufgenom
men und von der Feder 124 belastet ist. Wie bei der ersten
Ausführungsform von Fig. 2 wirken das Gehäuse 120 und der
Kolben 122 zusammen, um die Speicherkammer 126 sowie die
Niederdruckkammer 128 auf einander entgegengesetzten Seiten
des Kolbens 122 abzugrenzen. Der Kolben 122 ist mit einem
Entlastungskanal 200 versehen, der an seinem einen Ende in
die Speicherkammer 126 mündet. Das andere Ende des Entla
stungskanals 200, das normalerweise durch die Wandfläche
des Gehäuses 120 verschlossen ist, wird mit der Niederdruck
kammer 128 in Verbindung gebracht, wenn der Kolben 192 aus
der völlig vorgeschobenen Lage von Fig. 5 um eine vorbe
stimmte Strecke L 1 zurückgeführt wird. Die Strecke L 1 ist
der maximale Arbeitshub des Kolbens 192, der eine Ableitein
richtung im Gestalt einer Blendenöffnung 202 hat, die mit
dem Entlastungskanal 200 sowie der Niederdruckkammer 128
in Verbindung steht, so daß das Fluid von der Speicherkam
mer 126 in die Niederdruckkammer 128 mit einer niedrigen
Durchsatzmenge fließen kann.
Die Austrittsleitung 152 ist mit der Speicherkammer 126 des
Ladespeichers 168 durch einen Verbindungskanal 204 verbun
den, in dem ein dem Rückschlagventil 156 der ersten Ausfüh
rungsform (Fig. 2) gleichartiges Rückschlagventil 206 ange
ordnet ist.
Der Kolben 192 weist eine abgesetzte, parallel zu seiner
Achse ausgebildete Bohrung 210 auf, die an ihrem einen Ende
durch eine Stirnwand 211 des Kolbens 192 abgeschlossen ist.
Ein Plungerkolben 212 ist in die abgesetzte Bohrung 210 ver
schiebbar eingesetzt und dessen Länge wird so bestimmt, daß
das frontseitige Ende des Plungerkolbens 212 mit dem front
seitigen Ende des Kolbens 192 fluchtet, wenn das rückwärti
ge Ende des Plungerkolbens 212 an der Innenfläche der Stirn
wand 211 des Kolbens 192 anliegt. Am Plungerkolben 212 ist
ein vorspringendes Ventilbetätigungsglied 214 ausgebildet,
das das frontseitige Ende des Plungerkolbens überragt. Die
Länge des Vorsprungs 214 wird so bestimmt, daß dieser am
Absperrglied des Rückschlagventils 206 anstößt, wenn der
Kolben 192 in der gänzlich vorgeschobenen Lage von Fig. 5
und das rückwärtige Ende des Plungerkolbens 212 in Anlage
an der Stirnwand 211 ist.
Zwischen dem Plungerkolben 212 und dem Kolben 192 befindet
sich eine Feder 216, die den Plungerkolben 212 in einer
Richtung zum Rückschlagventil 206 hin (zur vorgeschobenen
Lage des Kolbens 192 hin) belastet. Die Feder 216 liegt an
ihrem einen Ende am Plungerkolben 212 an, während das andere
Ende am Kolben 192 über ein Federgegenlager 218 anliegt,
welches mit Bezug zum Kolben 192 in dessen axialer Richtung
bewegbar ist. Ein Anlageteil in Gestalt eines Schnapprin
ges 220 ist nahe dem rückwärtigen Ende des Plungerkolbens
212 an diesem angebracht. Eine Strecke L 2 zwischen dem
Schnappring 220 und dem Federgegenlager 218 ist um einen
vorbestimmten Wert kleiner als der maximale Arbeitshub L 1
des Kolbens 192, so daß der Schnappring 220 am Federgegen
lager 218 anstößt und am oben erwähnten anderen Ende der
Feder 216 anliegt, bevor der Kolben 192 in seine völlig zu
rückgezogene Lage gelangt. In diesem Zustand liegen beide
Enden der Feder 216 am Plungerkolben 212 an, so daß die Fe
der 216 keine Wirkung auf diesen Kolben 212 ausübt.
Solange der Pumpenmotor 80 stillsteht, ist das zweite Rück
schlagventil 206 geöffnet. Insofern wird die vorgesehene
hohe Pumpbelastung nicht auf den Pumpenmotor 80 unmittelbar
nach dessen Anlaufen aufgebracht, wie vorher im Zusammenhang
mit den bereits abgehandelten Ausführungsformen erläutert
wurde.
Da auf Grund des von den Pumpen 96 durch den Verbindungska
nal 204 geförderten Fluids die Fluidmenge in der Speicherkam
mer 126 anwächst, wird der Kolben 192 des Ladespeichers 168
zurückgeschoben. Weil der Kolben 212 durch die Feder 216
zum Rückschlagventil 206 hin belastet ist, ragt der Plunger
kolben aus der abgesetzten Bohrung 210 des Kolbens 192 um
eine Länge vor, die der Rückschubbewegung des Kolbens 192
gleich ist, so daß das Rückschlagventil 206 in der Offen
stellung gehalten wird.
Wenn der Kolben 192 um die Strecke L 2 zurückgeschoben wird,
so kommt jedoch der Schnappring 220 am Federgegenlager 218
zur Anlage, so daß die Feder 216 den Plungerkolben 211 nicht
länger zum Rückschlagventil 206 hin belastet. Als Ergebnis
dessen übt die Feder des Rückschlagventils 206 auf den
Plungerkolben 212 über das kugelförmige Absperrglied einen
Druck aus, so daß das Absperrglied zur Anlage auf seinem
Sitz gebracht wird. Das auf diese Weise geschlossene Rück
schlagventil 206 schließt auch den Verbindungskanal 204 ab.
Anschließend wird das von den Hochdruckpumpen 96 geförderte
Fluid durch die Austrittsöffnung 100 abgeführt, weshalb
die vorgesehene Pumpbelastung am Pumpenmotor 80 zur Wirkung
kommt.
Es ist zu bemerken, daß deshalb, weil das Fluid durch die
Ladepumpe 92 in intermittierender Weise gefördert wird, der
Kolben 192 des Ladespeichers 168 über eine gewisse Strecke
abwechselnd vor- und zurückgeschoben wird, selbst wenn die
Pumpvorrichtung in einem stabilen Zustand betrieben wird.
Demzufolge kann der Vorsprung 214 am Absperrglied des Rück
schlagventils 206 anstoßen und die Druckkraft der Feder 216
am Absperrglied wirken, wobei der Schnappring 220 von Feder
gegenlager 218 getrennt ist. Wenn jedoch das Rückschlagven
til 206 einmal geschlossen ist, dann wird es nicht geöffnet,
weil ein hoher Druck in der Hochdruckleitung 74 (in der Aus
trittsleitung 152) auf das Absperrglied wirkt.
Wenn der Druck im Hochdruckspeicher 70 den vorgegebenen
oberen Grenzwert überschreitet, dann wird der Pumpenmotor
80 stillgesetzt, wobei das Rückschlagventil 206 in der
Schließlage ist. Das in der Speicherkammer 126 befindliche
Fluid fließt durch die Blendenöffnung 202 in die Niederdruck
kammer 128 ab, so daß folglich der Kolben 192 langsam vorge
schoben wird. Wenngleich der Vorsprung 214 am Absperrglied
des Rückschlagventils 206 anstößt und die Druckkraft der
Feder 216 auf das Absperrglied einwirkt, bevor der Kolben
192 gänzlich vorgeschoben ist, wird das Rückschlagventil
206 aus dem oben erläuterten Grund nicht geöffnet. Wird der
Kolben 192 in eine seiner völlig vorgeschobenen Lage nahe
Lage bewegt, dann stößt die Stirnwand 211 des Kolbens 192
an die rückwärtige Stirnfläche des Plungerkolbens 212 und
wird die Druckkraft der Feder 124 über den Kolben 192 sowie
den Plungerkolben 212 auf das Absperrglied des Rückschlag
ventils 206 ausgeübt. Infolgedessen wird das Rückschlagven
til 206 gegen den Druck in der Hochdruckleitung 74 geöffnet,
so daß das Fluid von der Hochdruckleitung 74 in den Lade
speicher 168 fließt. Auf diese Weise wird die Hochdrucklei
tung 74 wie in den vorhergehenden Ausführungsformen drucklos.
Aus der obigen Beschreibung wird klar, daß die Stirnwand
211 des Kolbens 192, die die Tiefe der abgesetzten Bohrung
210 bestimmt, als ein Anschlag dient, der die zurückgeschobe
ne Lage des Plungerkolbens 212 mit Bezug zum Kolben 192 be
grenzt, während der Schnappring 220 als ein Anlageteil dient,
an dem das Federgegenlager 218 zur Anlage kommt, um zu ver
hindern, daß die Feder 216 den Plungerkolben belastet, nach
dem der Kolben 192 um die vorbestimmte Strecke L 2 zurückge
führt worden ist. Die Stirnwand 211, die Feder 216, das Fe
dergegenlager 218 und das Anlageteil (Schnappring) 220 arbei
ten zusammen, um eine Ventilsteuereinrichtung zu bilden,
die den Plungerkolben 212 stationär hält, um das Rückschlag
ventil 206 offen zu halten, bevor der Kolben 192 um die vor
bestimmte Strecke L 2 aus der völlig vorgeschobenen Lage, in
der das Volumen der Speicherkammer 126 auf dem Minimumwert
ist, zurückgezogen wird. Die Ventilsteuereinrichtung ermög
licht ein Schließen des Rückschlagventils 206, wenn der Kol
ben 192 um die vorbestimmte Strecke L 2 zurückgeführt wird.
Ferner wirkt die Ventilsteuereinrichtung derart, daß das
Rückschlagventil 206 gegen den Druck in der Hochdrucklei
tung 74 geöffnet wird, wenn der Kolben auf Grund des Abflie
ßens des Fluids von der Speicherkammer 126 durch die Blenden
öffnung 202 in die Niederdruckkammer 128 nach dem Stillset
zen des Pumpenmotors 80 in eine der vorgeschobenen Lage nahe
Lage gebracht wird.
Bei der soeben beschriebenen Ausführungsform kann das Feder
gegenlager 218 am Kolben 192 befestigt werden. In diesem
Fall wird die Strecke der Bewegung des Plungerkolbens 212
mit Bezug zum Kolben 192 durch eine Strecke zwischen der
Stirnwand 211 des Kolbens 192 und dem an diesem Kolben 192
festen Federgegenlager 218 bestimmt, die kleiner ist als
der Arbeitshub des Kolbens 192. Wenn der Kolben 192 um die
Strecke L 2 zurückgeführt wird, so stoßen der Schnappring
220 und das Federgegenlager 218 gegeneinander, worauf an
schließend der Kolben 192 und der Plungerkolben 212 als
eine Einheit zurückgeführt werden. Wird der Kolben 192 in
die der völlig vorgeschobenen Lage nahe Lage gebracht, dann
stößt das rückseitige Ende des Plungerkolbens 212 an die
Stirnwand 211, worauf der Kolben und der Plungerkolben 212
als eine Einheit vorgeschoben werden. Deshalb wird eine An
schlageinrichtung durch die Stirnwand 211, das Federgegenla
ger 218 und den Schnappring 220 geschaffen, die einen Bereich
einer Relativbewegung des Kolbens 192 und des Plungerkolbens
212 begrenzt. Die Anschlageinrichtung 211, 218, 220 bewirkt,
daß sich der Plungerkolben 212 zusammen mit dem Kolben 192
über außerhalb des Bereichs der Relativbewegung des Kolbens
192 und des Plungerkolbens 212 liegende Strecken zur völlig
vorgeschobenen Lage und zur völlig zurückgeschobenen Lage
des Kolbens hin und aus diesen Lagen zurück, die den Arbeits
hub L 1 des Kolbens 192 bestimmen, zusammen bewegen. Diese
Anschlageinrichtung wirkt mit der Feder 216 zusammen, um
die oben erwähnte Ventilsteuereinrichtung zu bilden.
Die Anwendung der Stirnwand (Anschlag) 211 und der Anschlag
einrichtung 211, 218, 220 gemäß der obigen Beschreibung ist
für die Ausführungsform von Fig. 5 nicht zwingend. Beispiels
weise kann die Feder 216 allein als Ventilsteuereinrichtung
dienen, wenn die Federkennwerte in geeigneter Weise gewählt
werden. Die Feder 216 kann derart ausgelegt werden, daß ihre
Druckkraft, wenn der Kolben 192 sich in einer der völlig vorge
schobenen Lage nahen Lage befindet, ausreichend ist, um das
Rückschlagventil 206 gegen den Druck in der Hochdruckleitung
74 zu öffnen, und derart, daß die Druckkraft, wenn der Kol
ben 192 um eine geeignete Strecke, die kleiner ist als der
maximale Arbeitshub L 1, zurückgezogen wird, ein Schließen
des Rückschlagventils 206 ermöglicht.
Wenngleich die dargestellten und erläuterten Ausführungsfor
men alle für eine Anwendung bei einem hydraulischen Brems
system eines Kraftfahrzeugs ausgelegt sind, so kann die Er
findung jedoch auch als eine Druckerzeugungsvorrichtung für
andere Anwendungsfälle verwirklicht werden.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ihre bevorzugte
Ausführungsform dargestellt und beschrieben, jedoch ist sie
darauf nicht beschränkt. Bei Kenntnis der offenbarten Erfin
dung wird der Fachmann Möglichkeiten zu Abwandlungen, Auslas
sungen und Änderungen sehen, die jedoch als im Rahmen der
Erfindung liegend zu betrachten sind.
Claims (12)
1. Druckerzeugungsvorrichtung mit
- a) einem ein Fluid unter einem hohen Druck speichernden und das Fluid zu einem hydraulischen Bauteil (20, 40, 42) führenden Hochdruckspeicher (70),
- b) einer Hochdruckleitung (74), die an ihrem einen Ende mit dem Hochdruckspeicher (70) über ein erstes Rück schlagventil (72) verbunden ist,
- c) einer an das andere Ende der Hochdruckleitung ange schlossenen, den Hochdruckspeicher mit dem unter ho hem Druck stehenden Fluid speisenden Hochdruckpumpe (96),
- d) einem mit der Hochdruckpumpe verbundenen Ladespeicher (94, 166, 168) der Kolbenbauart zur Speicherung des Fluids unter einem gegenüber dem Fluiddruck im Hoch druckspeicher niedrigeren Druck und zur Speisung der Hochdruckpumpe mit dem unter dem niedrigen Druck stehenden Fluid und
- e) einer den Ladespeicher mit dem unter niedrigem Druck stehenden Fluid speisenden Ladepumpe (92),
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Ladespeicher (94, 166, 168) eine einen Abfluß mit einer niedrigen Durchsatzmenge des in diesem ge speicherten Fluids ermöglichende Ableiteinrichtung (132, 183, 202) enthält,
- - daß die Hochdruckleitung (74) durch einen Verbindungska nal (154, 154 a, 184, 204) mit einer Speicherkammer (126, 175) des Ladespeichers (94, 166, 168) verbunden ist,
- - daß in dem Verbindungskanal (154, 154 a, 184, 204) ein eine Fluidströmung von der Hochdruckleitung (74) zum Ladespeicher (94, 166, 168) hin unterbindendes zweites Rückschlagventil (156, 156 a, 185, 206) angeordnet ist und
- - daß ein Ventilbetätigungsglied (158, 158 a, 186, 214) entweder an einem Kolben (122, 122 a, 174, 192) des Lade speichers oder an einem Absperrglied des zweiten Rück schlagventils (156, 156 a, 185, 206) vorgesehen ist, das das zweite Rückschlagventil geöffnet hält, solange im Ladespeicher Fluid nicht gespeichert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventilbetätigungsglied (158, 158 a, 186, 214) aus einem
entweder von dem Kolben (122, 122 a, 174, 192) oder von
dem Absperrglied des zweiten Rückschlagventils (156, 156 a,
185, 206) vorragenden Vorsprung besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß wenigstens ein Teil der Hochdruckleitung (74)
aus einem flexiblen Schlauch (78) besteht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Rückschlagventil (156,
156 a, 185, 206) für wenigstens eine Zeitspanne, bis eine
auf einem Beharrungsvermögen beruhende Belastung der Hoch
druckpumpe (96), nachdem die Belastung nach dem Anlaufen
der Hochdruckpumpe einen maximalen Wert erreicht hat,
auf einen vorbestimmten Wert abgesenkt ist, in der Offen
stellung verbleibt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventilbetätigungsglied (214)
an einem in dem Kolben (192) axial verschiebbar aufgenom
menen Plungerkolben (212) angebracht ist, daß eine Ventil
steuereinrichtung (211, 216, 218, 220) zwischen dem Kolben
(192) sowie dem Plungerkolben (212) angeordnet ist, daß
die Ventilsteuereinrichtung betätigbar ist, um den Plun
gerkolben zur Öffnung des zweiten Rückschlagventils (206),
während der Kolben (192) eine Rückführbewegung um eine
vorbestimmte Strecke aus einer vorgeschobenen Lage aus
führt, in der ein Volumen der Speicherkammer (126) des
Ladespeichers (168) auf einem Minimumwert ist, ortsfest
zu halten, daß die Ventilsteuereinrichtung ein Schließen
des zweiten Rückschlagventils, wenn der Kolben (192) eine
Rückführbewegung aus der vorgeschobenen Lage um eine gegen
über der vorbestimmten Strecke größere Strecke ausge
führt hat, ermöglicht und daß die Ventilsteuereinrich
tung das zweite Rückschlagventil gegen den Druck in der
Hochdruckleitung (74) öffnet, wenn der Kolben (192) eine
seiner vorgeschobenen Lage nahe Lage erreicht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilsteuereinrichtung umfaßt:
- - eine den Plungerkolben (212) zum zweiten Rückschlagven til (206) hin belastende Feder (216), die an ihrem einen Ende am Plungerkolben und an ihrem anderen Ende am Kolben (192) des Ladespeichers (168) über ein in axialer Richtung bewegbares Federgegenlager (218) ab gestützt ist,
- - ein am Plungerkolben (212) derart angebrachtes Anlage teil (220), daß dieses Teil das Federgegenlager (218) festhält, so daß die Feder (216) am Ausüben einer Kraft auf den Plungerkolben gehindert ist, wenn der Kolben (192) aus der vorgeschobenen Lage eine gegenüber der vorbestimmten Strecke größere Rückführbewegung aus führt, und
- - einen am Kolben (192) derart ausgebildeten Anschlag (211), daß dieser am Plungerkolben (212) anliegt, wenn der Kolben (192) eine Vorbewegung in die der vorge schobenen Lage nahe Lage ausführt, und damit den Plun gerkolben sowie den Kolben als eine Einheit bewegt, während der Kolben eine weitere Bewegung zu seiner vorgeschobenen Lage hin ausführt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilsteuereinrichtung umfaßt:
- - eine zwischen dem Kolben (192) des Ladespeichers (168) sowie dem Plungerkolben (212) angeordnete, den Plunger kolben zum zweiten Rückschlagventil (206) hin belasten de Feder (216) und
- - eine Anschlageinrichtung (211, 218, 220), die einen Bereich einer Relativbewegung zwischen dem Kolben (192) sowie dem Plungerkolben (212) derart begrenzt, daß die Strecke geringer ist als ein maximaler Arbeitshub des Kolbens (192), und die den Plungerkolben zu einer Bewe gung zusammen mit dem Kolben (192) über außerhalb des Bereichs der Relativbewegung liegende Strecken zur vor geschobenen sowie zurückgezogenen Lage des Kolbens, die dessen maximalen Arbeitshub bestimmen, hin und von diesen Lagen zurück bringt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilsteuereinrichtung eine zwischen dem Kolben
(192) des Ladespeichers (168) sowie dem Plungerkolben
(212) angeordnete, den Plungerkolben zum zweiten Rück
schlagventil (206) hin belastende Feder (216) umfaßt,
deren Druckkraft zum Öffnen des zweiten Rückschlagven
tils gegen den Druck in der Hochdruckleitung, wenn sich
der Kolben (192) in der vorgeschobenen Lage befindet,
ausreichend und so bestimmt ist, daß das zweite Rück
schlagventil, nachdem der Kolben um die vorbestimmte
Strecke aus seiner vorgeschobenen Lage zurückgeführt ist,
zu schließen ist.
9. Druckerzeugungsvorrichtung mit
- a) einem ein Fluid unter einem hohen Druck speichernden und das Fluid zu einem hydraulischen Bauteil (20, 40, 42) führenden Hochdruckspeicher (70),
- b) einer Hochdruckleitung (74), die an ihrem einen Ende mit dem Hochdruckspeicher (70) über ein erstes Rück schlagventil (72) verbunden ist,
- c) einer an das andere Ende der Hochdruckleitung ange schlossenen, den Hochdruckspeicher mit dem unter ho hem Druck stehenden Fluid speisenden Hochdruckpumpe (96),
- d) einem mit der Hochdruckpumpe verbundenen Ladespei cher (94, 166, 168) der Kolbenbauart zur Speicherung des Fluids unter einem gegenüber dem Fluiddruck im Hochdruckspeicher niedrigeren Druck und zur Speisung der Hochdruckpumpe mit dem unter dem niedrigen Druck stehenden Fluid und
- e) einer den Ladespeicher mit dem unter niedrigem Druck stehenden Fluid speisenden Ladepumpe (92),
dadurch gekennzeichnet,
- daß ein allgemein zylindrischer, an einem seiner axial entgegengesetzten Enden durch eine Bodenwand (173) ab geschlossener Pufferkolben (172) fluiddicht und über eine vorbestimmte Strecke verschiebbar in einem Gehäuse des Ladespeichers (166) aufgenommen ist sowie einen Kolben (174) des Ladespeichers verschiebbar enthält, wobei die beiden Kolben (172, 174) zwischen sich eine Speicherkammer (175) abgrenzen,
- - daß eine Ableiteinrichtung (183) vorhanden ist, die ein Abfließen von in der Speicherkammer (175) gespei chertem Fluid mit einer niedrigen Durchsatzmenge zu läßt,
- - daß ein erster Verbindungskanal (154) vorhanden ist, der die Hochdruckleitung (74) mit einer auf der der Speicherkammer (175) abgewandten Seite der Bodenwand (173) des Pufferkolbens (172) ausgebildeten Pufferkam mer (176) verbindet,
- - daß die Bodenwand (173) des Pufferkolbens von einem zweiten Verbindungskanal (184) durchsetzt ist, der eine Verbindung zwischen der Pufferkammer (176) und der Speicherkammer (175) herstellt,
- - daß in dem zweiten Verbindungskanal (184) ein eine Fluidströmung von der Pufferkammer (176) zur Speicher kammer (175) hin unterbindendes zweites Rückschlagven til (185) angeordnet ist,
- - daß ein Ventilbetätigungsglied (186) entweder an dem Kolben (174) des Ladespeichers oder an dem Absperrglied des zweiten Rückschlagventils (185) ausgebildet ist und entweder an dem Absperrglied oder an dem Kolben zur Anlage kommen kann, wenn sich dieser Kolben (174) in einer vorgeschobenen Lage, in der das Volumen der Speicherkammer (175) auf dem minimalen Wert ist, befin det, und
- - daß eine den Pufferkolben (172) zur Pufferkammer (175) hin belastende Feder (177) vorhanden ist, deren Druck kraft so bestimmt ist, daß sie den Pufferkolben selbst dann in einer vorgeschobenen Lage hält, wenn ein zum Zurückführen des Kolbens (174) erforderlicher Druck auf den Pufferkolben (172) wirkt, und ferner so be stimmt ist, daß der Pufferkolben aus seiner vorgescho benen Lage gegen die Federkraft zurückführbar ist, wenn der Druck in der Pufferkammer (176) in einen Bereich zwischen dem zum Zurückführen des Kolbens (174) notwen digen Druck und einem unteren Grenzwert des Drucks des Hochdruckspeichers (70) fällt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Rückschlagventil (185) für wenigstens eine
Zeitspanne,bis eine auf einem Beharrungsvermögen beruhende
Belastung der Hochdruckpumpe (96), nachdem die Belastung
nach dem Anlaufen der Hochdruckpumpe einen maximalen Wert
erreicht hat, auf einen vorbestimmten Wert abgesenkt ist,
in der Offenstellung verbleibt.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: NOMURA, YOSHIHISA, TOYOTA, AICHI, JP SUGISAWA, MASAKAZU, KARIYA, AICHI, JP |
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