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GEBIET DER ANMELDUNG
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Diese Erfindung betrifft ein automatisch gesteuertes Bremssystem für Fahrzeuge.
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STAND DER TECHNIK
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Insbesondere hat die Verbreitung von Kinetische-Energie-Wiedergewinnungssystemen (KERS), die bei Rennwagen zunehmend leistungsfähig ist, erfordert, dass die verbreiteten Systeme in der Lage sind, regeneratives und dissipatives Bremsen automatisch zu „vermischen“. Regeneratives Bremsen ist genauer gesagt jenes, das die Wiedergewinnung von Energie während der Bremsung erlaubt, während die vom Fahrzeug verlorene kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, die wiederzugewinnen und/oder zu speichern ist; dissipatives Bremsen ist stattdessen das „traditionelle“, das darin besteht, die kinetische Energie des Fahrzeugs in thermische Energie umzuwandeln/abzustrahlen, d.h. das Erhitzen der Bremsen, die typischerweise Scheibenbremssattel, Bremsbeläge und Bremsscheiben aufweisen.
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Diese Systeme aktivieren das traditionelle (oder dissipative) Bremssystem mittels „Brake-by-Wire“-Aktuatoren: in anderen Worten, der Benutzer steuert die Bremsvorrichtungen nicht direkt, indem er einen Hebel oder ein Pedal direkt betätigt, das Druck auf das System ausübt, das mit solchen Bremsvorrichtungen fluidisch verbunden ist, sondern es wird die vom Benutzer angeforderte Bremsung, die durch die Betätigung eines Hebels oder eines Pedals ausgeübt wird, gelesen und durch diesbezügliche Aktuatoren in die entsprechende Aktivierung der Bremsvorrichtungen umgewandelt.
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Die verkürzten Aktivierungszeiten (0,1 bis 0,2 Sekunden, um den maximalen Druck im Bremssystem zu erreichen) bedeuten, dass diese Aktuatoren eine hohe Momentanleistung erfordern, aber auch eine niedrige durchschnittliche Leistung auf dem Kurs (wenn es zum Autorennen kommt).
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Darüber hinaus spielt in einem kompetitiven Umfeld die Masse des Aktuators auch eine wesentliche Rolle und muss so niedrig wie möglich sein.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In den bekannten Lösungen führt daher, immer im Gebiet von Rennwagen, der Bedarf nach hohen Momentanleistungen und niedrigen Stromversorgungsspannungen zu elektrischen Komponenten mit großen Abmessungen und großer Masse, die für Rennanwendungen nicht sehr geeignet sind.
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Dies führt daher zu einem auffälligen technischen Widerspruch: um die erforderliche Leistungsfähigkeit zu bekommen, sind die Komponenten zu massiv, während, bei akzeptablen Massen, die Komponenten nicht in der Lage sind, die erforderlichen Aktivierungsleistungen zu erbringen.
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Daher gibt es Bedarf danach, die in Bezug auf den Stand der Technik erwähnten Nachteile und Einschränkungen zu überwinden. Es gibt nämlich einen Bedarf danach, ein Bremssystem anzugeben, das hohe Leistung, verkürzte Aktivierungszeiten und gleichzeitig sicherstellt, dass die Komponenten geringe Massen haben, um die Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge, an denen solche Systeme angebracht sind, nicht zu beeinträchtigen.
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Darüber hinaus müssen aus selbstverständlichen Sicherheitsgründen automatisch gesteuerte Bremssysteme immer die maximale Effizienz und Zuverlässigkeit auch im Falle einer Fehlfunktion der automatischen Steuerung und/oder der elektrischen Schaltung zu gewährleisten. Daher gibt es auch den Bedarf danach, ein Bremssystem zur Verfügung zu stellen, das die Zuverlässigkeit und korrekte Bremsung auch im Falle einer elektrischen Fehlfunktion immer gewährleistet.
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Diese Bedürfnisse werden durch ein automatisch gesteuertes Bremssystem für Fahrzeuge nach Anspruch 1 erfüllt.
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Insbesondere wird dieses Bedürfnis erfüllt durch ein Bremssystem für Fahrzeuge, welches aufweist: einen Hauptzylinder, zumindest eine Bremsvorrichtung, wobei der Hauptzylinder mit einem ersten und einem zweiten Ausgangskreis versehen ist, die dasselbe Bremsfluid enthalten, wobei der erste Ausgangskreis durch ein erstes Steuerventil unterbrochen ist, das mit einem Bremssimulator und mit der zumindest einen Bremsvorrichtung fluidisch verbunden ist, um abwechselnd den ersten Ausgangskreis mit dem Bremssimulator oder mit der zumindest einen Bremsvorrichtung zu deren Betätigung zu verbinden, und der zweite Ausgangskreis mit der zumindest einen Bremsvorrichtung zu deren Betätigung fluidisch verbunden ist,
- - eine automatische hydraulische Betätigungseinheit, die mit dem Hauptzylinder mittels eines hydraulischen Betätigungskreises betriebsmäßig verbunden ist, der ein Betätigungsfluid enthält, das sich von dem Bremsfluid unterscheidet und von diesem fluidisch getrennt ist,
- - zumindest eine Prozess- und Steuereinheit des Systems, die den Betrieb des Bremssystems überwacht,
wobei
- - der Hauptzylinder einen Pumpenkörper aufweist, der einen ersten und einen zweiten Kolben („Schwimmer“) aufnimmt, die jeweils mit dem ersten und dem zweiten Ausgangskreis fluidisch verbunden sind, um das Bremsfluid unter Druck zu setzen,
- - wobei der erste Kolben mit einer manuellen Betätigungsvorrichtung betriebsmäßig verbunden ist, und der zweite Kolben mit der automatischen hydraulischen Betätigungseinheit zur Betätigung durch den hydraulischen Betätigungskreis betriebsmäßig verbunden ist.
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Gemäß einer Ausführung sind der erste und der zweite Kolben entlang einem jeweiligen ersten und zweiten Betätigungshub parallel zu einer Achsrichtung bewegbar.
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Gemäß einer Ausführung sind der erste und der zweite Kolben parallel und in Serie in Bezug auf die Achsrichtung.
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Gemäß einer Ausführung ist der erste Kolben der erste Kolben mit einem ersten Pumpenkopf versehen, der innerhalb eines ersten Ausgangsvolumens des Pumpenkörpers verschiebbar aufgenommen ist, ist der zweite Kolben mit einem zweiten Pumpenkopf versehen, der in einem zweiten Ausgangsvolumen des Pumpenkörpers verschiebbar aufgenommen ist, und sind das erste und das zweite Ausgangsvolumen fluidisch voneinander getrennt.
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Gemäß einer Ausführung definiert der Pumpenkörper eine Betätigungskammer, die mit dem hydraulischen Betätigungskreis fluidisch verbunden ist und einen Betätigungskopf des zweiten Kolbens aufnimmt, der mit dem zweiten Pumpenkopf des zweiten Kolbens mechanisch verbunden ist.
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Gemäß einer Ausführung sind die Betätigungskammer und das zweite Ausgangsvolumen fluidisch voneinander getrennt und mit voneinander unterschiedlichen Fluiden gefüllt.
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Gemäß einer Ausführung ist das erste Steuerventil mit der Prozess- und Steuereinheit betriebsmäßig verbunden und wird durch diese derart gesteuert, dass in einem automatischen Betriebszustand das unter Druck stehende Bremsfluid in dem ersten Ausgangskreis zu dem Bremssimulator geschickt wird, wobei der erste Ausgangskreis von der zumindest einen Bremsvorrichtung fluidisch getrennt wird.
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Gemäß einer Ausführung ist der erste Ausgangskreis mit einem ersten Steuerventil versehen, das mit der Prozess- und Steuereinheit betriebsmäßig verbunden ist und durch diese derart gesteuert wird, dass in einem manuellen Betriebszustand das Bremsfluid in dem ersten Ausgangskreis zu der zumindest einen Bremsvorrichtung geschickt wird, den Bremssimulator umgeht und die zumindest eine Bremsvorrichtung direkt betätigt.
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Gemäß einer Ausführung umfasst das erste Steuerventil eine Umlenkvorrichtung, die abwechselnd und exklusiv den ersten Ausgangskreis mit dem Bremssimulator oder mit der Bremsvorrichtung verbindet.
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Gemäß einer Ausführung umfasst das erste Steuerventil ein erstes und ein zweites Absperrventil, wobei das erste Absperrventil einen Zweig des ersten Ausgangskreises unterbricht, der zwischen dem Pumpenkörper und dem Bremssimulator angeordnet ist, wobei das zweite Absperrventil einen Zweig des ersten Ausgangskreises zwischen dem Pumpenkörper und der Bremsvorrichtung unterbricht, wobei das erste und das zweite Absperrventil betriebsmäßig mit der Prozess- und Steuereinheit derart verbunden sind, dass sie abwechselnd und synchronisiert geöffnet/geschlossen werden.
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Gemäß einer Ausführung sind der erste und der zweite Ausgangskreis mit dem selben Bremsfluidreservoir des Hauptzylinders fluidisch verbunden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die automatische hydraulische Betätigungseinheit eine Hochdruckpumpe, die dazu geeignet ist, das Betätigungsfluid auf einen Druck zu bringen, der zumindest eine Größenordnung höher ist als der Druck innerhalb des ersten und des zweiten Ausgangskreises, um den zweiten Kolben zu betätigen.
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Gemäß einer Ausführung umfasst die automatische hydraulische Betätigungseinheit ein zweites Steuerventil, das mit der Prozess- und Steuereinheit betriebsmäßig verbunden ist und durch diese derart gesteuert wird, dass in einem manuellen Betriebszustand das zweite Steuerventil geschlossen wird, um die automatische hydraulische Betätigungseinheit von dem zweiten Kolben hydraulisch zu trennen.
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Gemäß einer Ausführung ist der Bremssimulator mit einem Hydraulikdrucksensor ausgestattet, der mit der Prozess- und Steuereinheit betriebsmäßig verbunden ist, um dieser die Bremsbetätigungsanforderung des Benutzers anzuzeigen.
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Gemäß einer Ausführung umfasst der Bremssimulator einen Hydraulikfluid-Akkumulatortank sowie ein Elastikmittel, um dem ersten Betätigungshub des ersten Kolbens elastisch entgegenzuwirken.
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Gemäß einer Ausführung umfasst der zweite Ausgangskreis ein drittes Steuerventil, das mit der Prozess- und Steuereinheit betriebsmäßig verbunden ist und durch diese derart gesteuert wird, dass in einem manuellen Betriebszustand das dritte Steuerventil geschlossen wird, um den zweiten Kolben von der Bremsvorrichtung hydraulisch zu trennen.
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Figurenliste
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Weitere Charakteristika und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten und nicht einschränkenden Beispiele von Ausführungen näher verständlich, worin:
- 1 ist eine schematische Ansicht eines Bremssystems gemäß dieser Erfindung in einem ersten Betriebszustand oder automatischen Betriebszustand;
- 2 ist eine schematische Ansicht des Bremssystems von 1 in einem zweiten Betriebszustand oder manuellen Betriebszustand;
- 3 ist eine Perspektivansicht eines Hauptzylinders gemäß der Ausführung von 1;
- 4 ist eine Schnittansicht des Hauptzylinders von 3;
- 5 ist eine schematische Ansicht eines Bremssystems gemäß einer weiteren Ausführung dieser Erfindung in einem ersten Betriebszustand oder automatischen Betriebszustand;
- 6 ist eine schematische Ansicht des Bremssystems von 5 in einem zweiten Betriebszustand oder manuellen Betriebszustand;
- 7 ist eine Perspektivansicht eines Hauptzylinders gemäß der Ausführung von 5;
- 8 ist eine Schnittansicht des Hauptzylinders von 7.
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Die Elemente oder Teile von Elementen, die zwischen den nachfolgend beschriebenen Ausführungen gemeinsam sind, werden mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In Bezug auf die obigen Figuren bezeichnet die Bezugszahl 4 allgemein ein Bremssystem für Fahrzeuge.
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Zunächst muss für die Zwecke dieser Erfindung spezifiziert werden, dass Fahrzeuge allgemein Kraftfahrzeuge eines beliebigen Typs, Größe und Leistung, mit zwei, drei, vier oder mehr Rädern sowie auch zwei oder mehr darauf bezogene Achsen bedeuten; und es dann selbstverständlich ist, dass sich diese Erfindung bevorzugt, obwohl nicht ausschließlich, auf vierrädrige Hochleistungsfahrzeuge bezieht, wie im einleitenden Teil erläutert.
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Das Bremssystem für Fahrzeuge 4 umfasst einen Hauptzylinder 8 und zumindest eine Bremsvorrichtung 10.
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Für die Zwecke dieser Erfindung ist der Typ der verwendeten Bremsvorrichtung 10 irrelevant, da sie bevorzugt aber nicht ausschließlich einen Bremssattel für eine feste oder schwimmende Scheibenbremse einstückig oder zwei Halbsättel, die miteinander verbunden sind, usw. aufweisen kann.
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Der Hauptzylinder 8 ist mit einem ersten und einem zweiten Ausgangskreis 12, 14 versehen, die dasselbe Bremsfluid enthalten.
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Zum Beispiel ist das Bremsfluid des ersten Ausgangskreises 12 und des zweiten Ausgangskreises 14 ein typisches Bremsfluid, das in der Technik bekannt ist, welches bevorzugt Charakteristiken zur Verwendung in Hochleistungssystemen hat. Dieses Bremsfluid ist synthetisch, gekennzeichnet durch hohe Hygroskopizität und hohe Beständigkeit auf Blasenbildung, um das Fading-Phänomen zu verhindern. Dieses Fluid gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit bei der Aktivierung der Bremsvorrichtung 10.
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Der erste Ausgangskreis 12 wird durch ein erstes Steuerventil 16 unterbrochen, das mit einem Bremssimulator 18 und mit der zumindest einen Bremsvorrichtung 10 fluidisch verbunden ist, um abwechselnd den ersten Ausgangskreis 12 mit dem Bremssimulator 18 oder mit der zumindest einen Bremsvorrichtung 10 zu deren Aktivierung zu verbinden.
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Der zweite Ausgangskreis 14 ist mit der zumindest einen Bremsvorrichtung 10 zu deren Aktivierung fluidisch verbunden.
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Gemäß einer Ausführung ist der Bremssimulator 18 ein hydraulischer Akkumulator, der geeignet ist, das von dem ersten Ausgangskreis 12 erhaltene erste Bremsfluid aufzunehmen und zu speichern.
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Das Bremssystem 4 gemäß dieser Erfindung umfasst auch eine automatische hydraulische Betätigungseinheit 20, die mit dem Hauptzylinder 8 mittels eines hydraulischen Betätigungskreises 22 betriebsmäßig verbunden ist, der ein Betätigungsfluid enthält, welches sich von dem Bremsfluid der ersten und zweiten Ausgangskreise 12, 14 unterscheidet und von dem Betätigungsfluid fluidisch getrennt ist.
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Das Betätigungsfluid des hydraulischen Betätigungskreises 22 ist bevorzugt ein mineralisches Fluid, das insbesondere für die Arbeit bei viel höheren Drücken geeignet ist, in der Größenordnung von mehreren 100 Bar.
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Das Bremssystem 4 umfasst auch eine Prozess- und Steuereinheit 24, die, wie nachfolgend näher erläutert, den Betrieb des Bremssystems 4 überwacht.
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Bevorzugt umfasst der Hauptzylinder 8 einen Pumpenkörper 28, der einen ersten Kolben 32 und einen zweiten Kolben 36 aufnimmt, die jeweils mit dem ersten Ausgangskreis 12 und mit dem zweiten Ausgangskreis 14 fluidisch verbunden sind, um das Bremsfluid unter Druck zu setzen.
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Insbesondere ist der erste Kolben 32 mit einer manuellen Betätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) betriebsmäßig verbunden. Zum Beispiel kann die manuelle Betätigungsvorrichtung in bekannter Weise einen Betätigungshebel oder ein Betätigungspedal aufweisen. Auf diese Weise erhält man die axiale Verlagerung des ersten Kolbens 32 manuell vom Verwender durch die manuelle Betätigungsvorrichtung.
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Der zweite Kolben 36 ist mit der automatischen hydraulischen Betätigungseinheit 20 betriebsmäßig verbunden, um durch den hydraulischen Betätigungskreis 22 betätigt zu werden.
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Daher verlagert, im automatischen Betriebszustand, der Verwender manuell den ersten Kolben 32 auf einen ersten Betätigungshub 38, und bewegt die automatische hydraulische Betätigungseinheit 20 den zweiten Kolben 36 automatisch um einen zweiten Betätigungshub 40, um den zweiten Ausgangskreis 14 unter Druck zu setzen und die zumindest eine Bremsvorrichtung 10 zu betätigen. Daher steuert in dem automatischen Betriebszustand der Verwender den zweiten Kolben 36, der die Bremsvorrichtung 10 betätigt, nicht direkt, aber er ist auf die Verlagerung des ersten Kolbens 32 beschränkt, der eine elastische Reaktion von dem Bremssimulator 18 erhält.
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Bevorzugt ist der Bremssimulator 18 ausgestattet mit einem Hydraulikdruckwandler oder Drucksensor, der mit der Prozess- und Steuereinheit 24 betriebsmäßig verbunden ist, um dieser die Bremsbetätigungsanforderung des Benutzers anzuzeigen.
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In diesem Zustand hat der Bremssimulator 18 die Funktion, einen spezifischen Betätigungshub des vom Benutzer betätigten manuellen Aktuators und somit den ersten Betätigungshub 38 des ersten Kolbens 32 zu erlauben und dem Benutzer eine Wahrnehmung von allmählich zunehmendem Widerstand zurückzugeben, um ihn in die Lage zu versetzen, die gewünschte Bremsung zu modulieren, wie in einem herkömmlichen Bremssystem.
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Zum Beispiel umfasst zu diesem Zweck der Bremssimulator 18 einen Hydraulikfluid-Akkumulatortank 19 und ein Elastikmittel 21, um dem ersten Betätigungshub 38 des ersten Kolbens 32 elastisch entgegenzuwirken.
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Der erste und der zweite Kolben 32, 36 sind entlang einem jeweiligen ersten und zweiten Betätigungshub 38, 40 parallel zu einer Achsrichtung X-X bewegbar.
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Bevorzugt sind der erste und der zweite Kolben 32, 36 parallel und in Serie in Bezug auf die axiale Richtung X-X.
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Gemäß einer Ausführung sind der erste und der zweite Kolben 32, 36 in Bezug auf die Achsrichtung X-X axial symmetrisch.
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Bevorzugt hat der Pumpenkörpers 28 insgesamt eine zylindrische Form, mit kreisförmigem Querschnitt, die sich hauptsächlich parallel zu der Achsrichtung X-X erstreckt.
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Gemäß einer Ausführung ist der erste Kolben 32 mit einem ersten Pumpenkopf 48 versehen, der in einem ersten Ausgangsvolumen 50 des Pumpenkörpers 28 verschiebbar aufgenommen ist.
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Der zweite Kolben 36 ist mit einem zweiten Pumpenkopf 52 ausgestattet, der in einem zweiten Ausgangsvolumen 54 des Pumpenkörpers 28 verschiebbar aufgenommen ist.
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Die ersten und zweiten Ausgangsvolumen 50, 54 sind fluidisch voneinander getrennt.
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Der Pumpenkörper 28 definiert auch eine Betätigungskammer 56, die mit dem hydraulischen Betätigungskreis 22 fluidisch verbunden ist und einen Betätigungskopf 58 des zweiten Kolbens 36 aufnimmt, der mit dem zweiten Pumpenkopf 36 für die hydraulische Betätigung des zweiten Kolbens 36 mechanisch verbunden ist.
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In anderen Worten, der zweite Kolben 36 umfasst integriert einen Betätigungskopf 58 und einen zweiten Pumpenkopf 52: der Betätigungskopf 58 erhält den Schub des Betätigungsfluids in der Betätigungskammer 56. Dieser Schub wird durch den zweiten Pumpenkopf 52 auf den zweiten Ausgangskreis übertragen, der unter Druck gesetzt wird und auf diese Weise die Bremsvorrichtung 10 betätigt.
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In diesem manuellen Betätigungszustand trennt das erste Steuerventil 16 den ersten Ausgangskreis 12 fluidisch von dem Bremssimulator 18 und verbindet den ersten Ausgangskreis 12 fluidisch mit der zumindest einen Bremsvorrichtung 10 zu deren Betätigung.
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Auf diese Weise wird beim manuellen Betrieb der Kraftaufwand des Benutzers dazu verwendet, die Bremsvorrichtung 10 durch die Betätigung des ersten Kolbens 32 zu betätigen, d.h. das gesamte vom Benutzer bewegte Fluid betätigt die Bremsvorrichtung 10.
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Die Betätigungskammer 56 und das zweite Ausgangsvolumen 54 sind fluidisch voneinander getrennt und mit voneinander unterschiedlichen Fluiden gefüllt.
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Wie ersichtlich, ist das erste Steuerventil 16 mit der Prozess- und Steuereinheit 24 betriebsmäßig verbunden und wird durch diese derart gesteuert, dass im automatischen Betriebszustand das unter Druck stehende Bremsfluid in dem ersten Ausgangskreis zu dem Bremssimulator 18 geschickt wird, wobei der erste Ausgangskreis 12 von der zumindest einen Bremsvorrichtung 10 fluidisch getrennt oder umgangen wird und die zumindest eine Bremsvorrichtung 10 direkt betätigt wird.
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Im Falle einer Fehlfunktion des automatischen Systems bringt das System 4 sich selbst in den manuellen Betriebszustand: insbesondere ist das erste Steuerventil 16 mit der Prozess- und Steuereinheit 24 verbunden und wird durch diese derart gesteuert, dass im manuellen Betriebszustand das erste Bremsfluid in dem ersten Ausgangskreis 12 zu der Bremsvorrichtung 10 geschickt wird, um diese direkt zu betätigen.
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Gemäß einer möglichen Ausführung (5 bis 8) umfasst das erste Steuerventil 16 eine Umlenkvorrichtung 64, die abwechselnd und exklusiv den ersten Ausgangskreis 12 mit dem Bremssimulator 18 oder mit der ersten Bremsvorrichtung 10 verbindet.
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Gemäß einer weiteren Ausführung dieser Erfindung (1 bis 4) umfasst das erste Steuerventil 16 ein erstes und ein zweites Absperrventil 66, 68, wobei das erste Absperrventil 66 einen Zweig des ersten Ausgangskreises 12 unterbricht, der zwischen dem Pumpenkörper 8 und dem Bremssimulator 18 angeordnet ist, und wobei das zweite Absperrventil 68 einen Zweig des ersten Ausgangskreises 12 unterbricht, der zwischen dem Pumpenkörper 8 und der Bremsvorrichtung 10 angeordnet ist. Das erste und das zweite Absperrventil 66, 68 sind mit der Prozess- und Steuereinheit 24 betriebsmäßig so verbunden, dass sie abwechselnd und synchronisiert geöffnet/geschlossen werden.
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Bevorzugt sind der erste und der zweite Ausgangskreis 12, 14 mit demselben Bremsfluidreservoir 72 des Hauptzylinders 8 fluidisch verbunden
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Das Bremsfluidreservoir 72 ist ein Reservoir, das Bremsfluid enthält, und ist mit dem ersten und dem zweiten Ausgangsvolumen 50, 54 in bekannter Weise fluidisch verbunden, um in die Ausgangsvolumina 50, 54 ein Bremsfluidvolumen einzubringen, das den schrittweisen Verschleiß des Reibmaterials der Bremsvorrichtung 10 kompensiert.
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Gemäß einer Ausführung umfasst die automatische hydraulische Betätigungseinheit 20 eine Hochdruckpumpe (nicht gezeigt), die dazu geeignet ist, das Betätigungsfluid auf einen Druck zu bringen, der zumindest eine Größenordnung höher ist als der Druck innerhalb des ersten und des zweiten Ausgangskreises 12, 14, um den zweiten Kolben 36 zu betätigen.
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Gemäß einer Ausführung dieser Erfindung umfasst die automatische hydraulische Betätigungseinheit 20 einen Hilfskreis des Fahrzeugs zur Steuerung der Hilfsvorrichtungen des Fahrzeugs. Solche Hilfsvorrichtungen können sowohl Fahrzeugzubehör enthalten, wie etwa zum Beispiel ein Betätigungssystem zur Verteilung der Antriebskraft, Energieversorgungssysteme für die Antriebseinheit und dergleichen.
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Zum Beispiel sind in bestimmten Kategorien von „Top Racing“-Fahrzeugen (zum Beispiel F1) die Wägen mit einem Hochdruckhydrauliksystem ausgestattet, das als Energieerzeugungseinheit ausgenutzt werden kann, um die Bremsvorrichtungen zu betätigen.
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In anderen Kategorien ist, zur Konstruktions- oder Regelauswahl, kein solches Hochdruckhydrauliksystem an dem Fahrzeug vorhanden und kann die Betätigung elektrisch durchgeführt werden, und insbesondere mittels elektrohydraulischen Systemen.
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Zum Beispiel umfasst gemäß einer möglichen Ausführung die automatische hydraulische Betätigungseinheit 20 zumindest einen Motor, der mit einer Pumpe betriebsmäßig verbunden ist, um das Betätigungsfluid unter Druck zu setzen. Der Motor kann auch durch eine Kraftabnahme ersetzt werden, die zum Beispiel mit einer Antriebswelle oder einer Hilfswelle der Antriebseinheit des zugeordneten Fahrzeugs betriebsmäßig verbunden ist, an dem das Bremssystem 4 angebracht ist.
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Bevorzugt ist die automatische hydraulische Betätigungseinheit 20 eine elektrohydraulische Einheit, in der der Motor ein Elektromotor ist.
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Gemäß einer Ausführung umfasst die automatische hydraulische Betätigungseinheit 20 ein zweites Steuerventil 64, das mit der Prozess- und Steuereinheit 24 betriebsmäßig verbunden ist und durch diese gesteuert wird, so dass in einem manuellen Betriebszustand das zweite Steuerventil 64 geschlossen wird, um die automatische hydraulische Betätigungseinheit 20 von dem zweiten Kolben 36 und der Betätigungskammer 56 hydraulisch trennen.
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Gemäß einer Ausführung umfasst der zweite Ausgangskreis ein drittes Steuerventil 78, das mit der Prozess- und Steuereinheit 24 betriebsmäßig verbunden ist und durch diese so gesteuert wird, dass in einem manuellen Betriebszustand das dritte Steuerventil 78 geschlossen wird, um den zweiten Kolben 36 von der Bremsvorrichtung 40 hydraulisch zu trennen.
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Wie aus der Beschreibung ersichtlich, erlaubt das Bremssystem für Fahrzeuge gemäß der Erfindung, die im Stand der Technik erläuterten Nachteile zu überwinden.
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Insbesondere erlaubt das Bremssystem für Fahrzeuge gemäß dieser Erfindung die Lösung des technischen Widerspruchs der Systeme vom Stand der Technik, der aus der Tatsache besteht, dass, um die erforderliche Leistung zu erhalten, die Komponenten zu massiv sind, während mit akzeptablen Massen die Komponenten nicht in der Lage sind, die erforderlichen Betätigungsleistungen zu erbringen.
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Die vorgeschlagene Lösung erlaubt auch, den Vorteil einer hydraulischen Anwendung auch an Fahrzeugen auszunutzen, die nicht mit einem Hochdruckhydrauliksystem ausgestattet sind: in der Tat ist es für solche Fahrzeuge möglich, eine spezifische elektrohydraulische Einheit zu verwenden, die in der Lage ist, einen Fluiddruck zu erzeugen, der zur Betätigung der Aktuatoren der Bremsvorrichtungen geeignet ist.
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Das Bremssystem gemäß dieser Erfindung gewährleistet sichere Bedingungen; in der Tat geht im Falle einer Fehlfunktion der automatischen hydraulischen Betätigungseinheit das System automatisch zum manuellen Betriebszustand über, d.h. zu einem sicheren Zustand, in dem eine direkte manuelle Steuerung der Bremsvorrichtungen durch den Benutzer durch die Betätigungen der manuellen Betätigungsvorrichtung gewährleistet wird.
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Unter Standardbedingungen, d.h. dem ersten automatischen Betriebszustand, sorgt das System für einen „BBW“- oder „Brake-by-Wire“-Betrieb derart, dass eine schnelle, kräftige und zuverlässige Bremsung erhalten wird, die immer die Forderungen nach Bremsmoment erfüllt, die der Benutzer durch Betätigung des manuellen Aktuators vornimmt.
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Ferner liefert diese vorliegende Erfindung ein vereinfachtes Hydraulikdiagramm für die Gleichheit des Betriebsmodus in Bezug auf die herkömmlichen BBW-System-Lösungen.
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Darüber hinaus liefert diese Erfindung eine einzelne Komponente für alle Funktionen des BBW-Systems, einschließlich der vom Fahrer betätigten Hydraulikpumpe. Dies reduziert Kosten, Gewichte und Abmessungen des Bremssystems.
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Diese Lösung erlaubt es auch, die Fahrer-Hydraulikpumpe einzubauen und alles an der Pilot-Hydraulikpumpe anzubringen und sie insgesamt an der Pedalanordnung anzubringen, mit der einhergehenden Vereinfachung des Systems.
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Natürlich kann das System gemäß dieser Erfindung leicht und vorteilhaft mit zusätzlichen Betriebsfunktionen ergänzt werden, wie etwa zum Beispiel dem automatischen Management der Bremsung, um ein Blockierphänomen zu vermeiden (ABS).
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Ein Fachkundiger kann, um kontingente und spezifische Erfordernisse zu erfüllen, an dem oben beschriebenen Bremssystem zahlreiche Modifikationen und Varianten vornehmen, die jedoch alle im Umfang der Erfindung enthalten sind, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert ist.
