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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Eine
herkömmliche
hydraulische Bremsvorrichtung ist beispielsweise in der JP 8-230634
A beschrieben, die der
DE
195 01 760 A1 entspricht. Diese herkömmliche Vorrichtung hat Radbremsen
zum Aufbringen einer Bremskraft auf Straßenräder des Fahrzeugs in Antwort
auf einen jeweils zugeführten hydraulischen
Druck, einen Speicher zum Speichern einer Bremsflüssigkeit,
einen Hauptzylinder oder Hauptbremszylinder zum Druckbeaufschlagen
der von dem Speicher zugeführten
Bremsflüssigkeit
in Antwort auf den Betrieb eines Bremspedals und zum Zuführen der
druckbeaufschlagten Bremsflüssigkeit zu
den Radbremsen, eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe zum
Druckbeaufschlagen der von dem Speicher durch den Hauptzylinder
zugeführten Bremsflüssigkeit
und zum Ausstoßen
der Bremsflüssigkeit
zu den Radbremsen.
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Die
Vorrichtung hat ferner einen ersten Hydraulikdurchlass zum Zuführen der
druckbeaufschlagten Bremsflüssigkeit
von dem Hauptzylinder zu den Radbremsen, ohne die Hydraulikpumpe
zu passieren, einen zweiten Hydraulikdurchlass zum Zuführen einer
Bremsflüssigkeit
von einem Hauptzylinder zur Saugseite der Hydraulikpumpe, ein erstes elektromagnetisches
Ventil, welches in dem ersten Hydraulikdurchlass angeordnet ist,
um den ersten Hydraulikdurchlass zu öffnen und zu schließen, ein zweites
elektromagnetisches Ventil, welches in dem zweiten Hydraulikdurchlass
angeordnet ist, um den zweiten Hydraulikdurchlass zu öffnen und
zu schließen,
einen dritten Hydraulikdurchlass zum Zuführen der von der Hydraulikpumpe
ausgestoßenen
Bremsflüssigkeit
zu einem Abschnitt des ersten Hydraulikdurchlasses zwischen dem
ersten elektromagnetischen Ventil und den Radbremsen, ein drittes
elektromagnetisches Ventil, welches zwischen den Radbremsen und
einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Hydraulikdurchlass
und dem dritten Hydraulikdurchlass angeordnet ist, einen vierten
Hydraulikdurchlass zum Ausstoßen
der Bremsflüssigkeit
von den Radbremsen zu der Saugseite der Hydraulikpumpe und ein viertes
elektromagnetisches Ventil, das in dem vierten Hydraulikdurchlass
angeordnet ist.
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In
dem normalen Betrieb der Vorrichtung sind das zweite und das vierte
elektromagnetische Ventil geschlossen, das erste und das dritte
elektromagnetische Ventil sind geöffnet und ferner ist die Hydraulikpumpe
angehalten. Wenn folglich der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal
niederdrückt, setzt
der Hauptzylinder die von dem Speicher zugeführte Bremsflüssigkeit
unter Druck und führt
die druckbeaufschlagte Bremsflüssigkeit
den Radbremsen durch das erste und das dritte elektromagnetische
Ventil zu. Folglich wird der hydraulische Druck in den Radbremsen
in Antwort auf die Variationen der Niederdruckkraft des Bremspedals
variiert.
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In
einem Fall, in welchem die Vorrichtung betrieben wird, um den hydraulischen
Druck in den Radbremsen höher
zu machen, als der in dem Hauptzylinder erzeugte hydraulische Druck,
wenn das Bremspedal niedergedrückt
wird, wird das erste elektromagnetische Ventil geschlossen, das
zweite elektromagnetische Ventil wird geöffnet und ferner wird die Hydraulikpumpe
durch einen elektrischen Motor angetrieben. Dadurch wird die von
dem Hauptzylinder durch das zweite elektromagnetische Ventil zugeführte druckbeaufschlagte
Bremsflüssigkeit durch
die Hydraulikpumpe weiter unter Druck gesetzt und die Bremsflüssigkeit
wird durch das dritte elektromagnetische Ventil an die Radbremsen
abgegeben.
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Ferner
werden in einem Fall, in welchem die Vorrichtung betrieben wird,
um den hydraulischen Druck den Radbremsen zuzuführen, wenn das Bremspedal nicht
niedergedrückt
wird, das erste und das vierte elektromagnetische Ventil geschlossen
und das zweite und das dritte elektromagnetische Ventil werden geöffnet. Ferner
wird die Hydraulikpumpe durch den elektrischen Motor angetrieben.
Dadurch setzt die Hydraulikpumpe die von dem Speicher durch den
Hauptzylinder und das zweite elektromagnetische Ventil zugeführte Bremsflüssigkeit
unter Druck und gibt die Bremsflüssigkeit
an die Radbremsen durch das dritte elektro-magnetische Ventil ab.
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Das
dritte und das vierte elektromagnetische Ventil werden verwendet,
um den von dem Hauptzylinder oder der Hydraulikpumpe in die Radbremsen zugeführten hydraulischen
Druck zu vermindern, wieder zu erhöhen oder zu halten.
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In
der obigen herkömmlichen
Vorrichtung wird während
des Betriebs der Hydraulikpumpe eine Pulsation des hydraulischen
Drucks auf der Saugseite der Hydraulikpumpe durch den Betrieb der
Hydraulikpumpe erzeugt. In dem Fall, in welchem der Hauptzylinder
nicht den Hydraulikdruck infolge des Nichtniederdrückens des
Bremspedals erzeugt, steigt diese Pulsation nicht auf einen Pegel
an, bei dem Schwierigkeiten hervorgerufen werden. In dem Fall, in
welchem der Hauptzylinder den hydraulischen Druck durch das Niederdrücken des
Bremspedals erzeugt, nimmt jedoch die Pulsation des hydraulischen
Drucks zu, weil der erzeugte hydraulische Druck des Hauptzylinders
auf die Saugseite der Hydraulikpumpe einwirkt. Im Ergebnis wird
eine Vibration des Bremspedals erzeugt, die bei dem Fahrer ein ungewohntes
Gefühl
hervorruft. Ferner wird eine Vibration der Hydraulikkreise oder
Leitungen, die die Hydraulikdurchlässe bilden, hervorgerufen und
diese Vibration erzeugt Geräusche.
Die Vibration des Bremspedals und die Vibration der Hydraulikkreise können vermindert
werden, wenn die Querschnittsfläche
des zweiten Hydraulikdurchlasses vermindert wird, so dass die Übertragung
der Pulsation auf den Hauptzylinder unterdrückt wird. Jedoch wird bei diese
Vorgehensweise der Ansaugwiderstand der Hydraulikpumpe erhöht und dadurch
wird die Menge der von der Hydraulikpumpe abgegebenen Bremsflüssigkeit
vermindert, wenn das Bremspedal nicht niedergedrückt wird.
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Bezüglich weiterer
Stand der Technik sei auf die folgenden Druckschriften hingewiesen:
Die
in der
DE 196 13 903
A1 gezeigte blockiergeschützte hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage kommt
dem Anmeldungsgegenstand am nächsten und
stellt somit den gattungsbildenden Stand der Technik dar. Insbesondere
ist gemäß der dort
gezeigten
1 eine nicht
verstellbare Drossel in der Ansaugleitung der Pumpe angeordnet,
welche während des
Betriebs der Pumpe sowie bei plötzlicher
Betätigung
des Bremspedals eine Druckpulsation dämpft, jedoch für den Fall,
dass das Bremspedal nicht betätigt
wird, zwangsläufig
(da nicht verstellbar) einen permanent wirkenden Strömungswiderstand
bildet.
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Als
weiterer Stand der Technik sei auf die
DE 41 08 640 A1 verwiesen,
aus welcher ebenfalls eine blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage
bekannt ist. Wie aus der einzigen Figur diese Druckschrift zu entnehmen
ist, sind ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil sowie ein
druckbetätigtes Schaltventil
einer Druckpumpe vorgeschaltet. Tatsächlich handelt es sich bei
diesen Ventilen jedoch um eine Anordnung, die mit der Ventil-Drossel-Anordnung
des Erfindungsgegenstands vergleichbar ist, welche eine gedrosselte
Druckentspannung aus den Radbremszylindern in einen Zwischendruckspeicher
ermöglicht.
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Schließlich ist
aus der
DE 44 22 738
A1 der grundsätzliche
Aufbau eines hydraulisch betätigten 2/2-Schaltventils
bekannt, das in eine erste Stellung ohne Drosselwirkung federvorgespannt
ist und hydraulisch in eine zweite Stellung mit Drosselwirkung schaltbar
ist.
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Es
ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
hydraulische Bremsvorrichtung für
ein Fahrzeug zu schaffen, mit welcher die obigen Nachteile vermieden
werden und in welcher eine Vibration des Bremspedals und der Hydraulikkreise
in einem Zustand verhindert werden können, in welchem das Bremspedal
niedergedrückt
wird, ohne die von der Hydraulikpumpe abgegebene Bremsflüssigkeitsmenge
in einem Zustand zu vermindern, in welchem das Bremspedal nicht
niedergedrückt
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Bremsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele deutlicher,
wenn diese unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung betrachtet wird,
in denen:
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1 ein
Verschaltungsdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
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2 eine
Schnittansicht eines Durchlassflächenumschaltventils
des ersten Ausführungsbeispiels
zeigt, das in einer ersten Stellung ist;
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3 eine
Schnittansicht des Durchlassflächenumschaltventils
des ersten Ausführungsbeispiels
zeigt, das in einer zweiten Stellung ist;
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4 eine
Schnittansicht eines Öffnungs- und
Schließventils
in einem nicht erregten Zustand sowie ein Durchlassflächenumschaltventil
in einer ersten Stellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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5 eine
Schnittansicht des Öffnungs-
und Schließventils
in einem erregten Zustand und das Durchlassflächenumschaltventil in der ersten
Stellung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
zeigt; und
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6 eine
Schnittansicht des Öffnungs-
und Schließventils
in dem erregten Zustand und des Durchlassflächenumschaltventils in einer
zweiten Stellung des zweiten Ausführungsbeispiels ist.
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Eine
hydraulische Bremsvorrichtung für
ein Fahrzeug gemäß bevorzugten
Ausführungsbeispielen
wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
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In 1 ist
schematisch eine hydraulische Bremsvorrichtung 10 eines
Zweikreistyps für
ein Fahrzeug gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel gezeigt.
Die hydraulische Bremsvorrichtung 10 hat Radbremszylinder
bzw. Radbremsen 11, 12, 13 und 14 zum
Aufbringen von Bremskräften
in Abhängigkeit von
dazu zugeführten
Hydraulikdrücken
jeweils auf Straßenräder FL (linkes
Vorderrad), RR (rechtes Hinterrad), FR (rechtes Vorderrad) und RL
(linkes Hinterrad), einen Tandemhauptbremszylinder (nachfolgend einfach
als Hauptbremszylinder bezeichnet) 17, der hydraulische
Drücke
jeweils auf die Radbremsen 11, 12, 13 und 14 aufbringt,
wenn eine Bremsflüssigkeit von
einem Speicher 15 durch Niederdrücken eines Bremspedals 16 bedruckt
wird, eine Hydraulikpumpe 18 zum Bedrucken der von dem
Speicher 15 zu den Radbremsen 11 und 12 über den
Hauptbremszylinder 17 zuzuführenden Bremsflüssigkeit,
und eine Hydraulikpumpe 19 zum Bedrucken der von dem Speicher 15 zu
den Radbremsen 13 und 14 über den Hauptbremszylinder 17 zuzuführenden
Bremsflüssigkeit.
Zwischen dem Bremspedal 16 und dem Hauptbremszylinder 17 ist
ein Bremskraftverstärker oder
Servomechanismus 20 vorgesehen, um eine Niederdrückkraft
des Bremspedals 16, die auf den Hauptbremszylinder 17 übertragen
werden soll, zu verstärken.
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Von
den Straßenrädern FL,
RR, FR und RL sind das erste und das dritte FL und FR angetriebene Räder, während die
verbleibenden Räder
nicht angetriebene Räder
sind.
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Ein
elektromagnetisches normal offenes Zwei-Anschluss/Zwei-Stellungs-Öffnungs-
und Schließventil 23 ist
in einer Hauptdruckleitung bzw. einem Durchlass 21 angeordnet,
der verwendet wird, um die Bremsflüssigkeit unter Druck zu sowohl
den Radbremsen 11 als auch 12 von dem Hauptbremszylinder 17 direkt
oder unter Passieren der Hydraulikpumpe 18 zuzuführen, während ein
elektromagnetisches normal offenes Zwei-Anschluss/Zwei-Stellungs-Öffnungs-
und Schließventil 24 in
einem Durchlass 22 angeordnet ist, der verwendet wird,
um die Bremsflüssigkeit
unter Druck zu sowohl den Radbremsen 13 als auch 14 von
dem Hauptbremszylinder 17 direkt oder unter Passieren der
Hydraulikpumpe 19 zuzuführen.
Die Durchlässe 21 und 22 werden als
ein erster Hydraulikdurchlass bezeichnet und die elektromagnetischen
Ventile 23 und 24 werden als erste Ventileinrichtung
bezeichnet.
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Elektromagnetische
normal geschlossene Zwei-Anschluss/Zwei-Stellungs-Öffnungs- und Schließventile 27 und 28 sind
in Durchlässen 25 und 26 vorgesehen,
welche verwendet werden, um die Bremsflüssigkeit von dem Hauptbremszylinder 17 jeweils
zu Saugseiten der Hydraulikpumpen 18 und 19 zuzuführen. Die
Durchlässe 25 und 26 werden
als ein zweiter Hydraulikdurchlass bzw. Nebenleitung bezeichnet
und die elektromagnetischen Ventile 27 und 28 werden
als eine zweite Ventileinrichtung bzw. Schaltventile bezeichnet.
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In
dem Durchlass 25 (26) ist ein Durchlassquerschnittsflächeneinstellventil 29 (30)
vorgesehen, um zwischen dem elektromagnetischen Ventil 27 (28)
und dem Hauptbremszylinder 17 (17) angeordnet
zu sein. Die Durchlassquerschnittsflächeneinstellventile 29 und 30 bzw.
Schalteinrichtungen haben den gleichen Aufbau.
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Gemäß 2 und 3,
die jeweils einen Aufbau und den Betrieb des Durchlassquerschnittsflächeneinstellventils 29 zeigen,
hat das Ventil 29 einen Ventilkörper 29A mit einem
darin ausgebildeten obenseitigen Einlassanschluss 29A1,
einem untenseitigen Auslassanschluss 29A2 und einem gestuften
Zylinder 29A3. In dem gestuften Zylinder 29A3 ist ein
gestufter Kolben 29B auf bewegbare und fluiddichte Weise
eingesetzt, so dass darin eine Luftkammer 29C gegenüber einem
unteren Ende eines größeren Abschnitts
des Kolbens 29B, eine Fluiddruckkammer 29D, die
mit dem Einlassanschluss 29A1 verbunden ist, und eine Fluiddruckkammer 29E ausgebildet
sind, die mit dem Auslassanschluss 29A2 verbunden ist.
Der Einlassanschluss 29A1 und der Auslassanschluss 29A2 sind
jeweils in Fluidverbindung mit dem Hauptbremszylinder 17 und
der Saugseite der Hydraulikpumpe 18.
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Der
gestufte Kolben 29B ist mit einer axialen Durchgangsbohrung 29B1 und
einer Öffnung 29B2 versehen,
die an einer Unterseite des Kolbens 29B angeordnet ist.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Öffnung 29B2 in
dem Kolben 29B derart ausgebildet, dass sie von der Nähe eines
unteren Endes einer Bohrung 29B1 abzweigt und sich in der
radialen Richtung des Kolbens 29B erstreckt, um die Fluiddruckkammer 29E und
die Nähe
des unteren Endes der Bohrung 29B1 zu verbinden. Der Durchmesser der
Bohrung 29B1 ist größer als
der Durchmesser der Öffnung 29B2.
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Eine
Feder 29F, die in der Fluidkammer 29E angeordnet
ist, drückt
den gestuften Kolben 29B ständig in aufwärtiger Richtung,
so daß er
in dem in 2 gezeigten Zustand unverändert verharrt,
wobei ein unteres Ende des Kolbens 29B von einem Boden
des Zylinders 29A3 gelöst
ist, solange der Fluiddruck an dem Einlassanschluss 29A1 und
dem Auslassanschluss 29A2 kleiner ist als ein vorgegebenen Wert
(d. h. das Bremspedal 16 ist nicht niedergedrückt).
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Sobald
der Fluiddruck an dem Einlassanschluss 29A1 und dem Auslassanschluss 29A2 größer wird
als der vorgegebene Wert, wenn das Bremspedal 16 niedergedrückt wird,
wird der gestufte Kolben 29B in abwärtiger Richtung gegen eine
Vorspannkraft der Feder 29F verlagert, infolge der Tatsache,
dass eine Druckaufnahmefläche,
die einer Querschnittsfläche
der Luftkammer 29D entspricht, den Fluiddruck aufnimmt.
Dann wird, wie in 3 gezeigt ist, das untere Ende
des Kolbens 29B in Druckanlageeingriff mit dem Boden des
Zylinders 29A3 gebracht und die Öffnung des unteren Endes der
Bohrung 29B1 wird verschlossen, was zu einer Unterbrechung
der Fluidverbindung zwischen dem Einlassanschluss 29A1 und
dem Auslassanschluss 29A2 über die Bohrung 29B1 führt. Angesichts
der Tatsache, dass die Bohrung 29B1 und die Öffnung 29B2 Teil des
Durchlasses 25 sind, wird die Durchlassquerschnittsfläche des
Durchlasses 25 größer bzw.
kleiner, wenn die in 2 bzw. 3 gezeigten
Zustände
eingestellt werden. Genauer gesagt, wenn der in 2 gezeigte
Zustand eingestellt wird, ist der Einlassanschluss 29A1 mit
dem Auslassanschluss 29A2 über die Bohrung 29B1 und
die Öffnung 29B2 verbunden
und dadurch wird die Durchlassquerschnittsfläche des Durchlasses 25 größer. Im
Gegensatz dazu ist, wenn der in 3 gezeigte
Zustand eingestellt wird, der Einlassanschluss 29A1 mit
dem Auslassanschluss 29A2 lediglich durch die Öffnung 29B2 verbunden,
wodurch die Durchlassquerschnittsfläche des Durchlasses 25 kleiner
wird. Die Durchlassquerschnittseinstellventile 29 und 30 werden
als eine Einstelleinrichtung bezeichnet.
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Erneut
bezugnehmend auf 1 wird die von der Hydraulikpumpe 18 abgegebenen
Bremsflüssigkeit über einen
Durchlass 31 zu einem Abschnitt zwischen dem elektromagnetischen
Ventil 23 in dem Durchlass 21 und zu beiden Radbremsen 11 und 12 geführt. Eine
serielle Dämpfungskammer 33 und
eine Öffnung 34 sind
in dem Durchlass 31 angeordnet, um die Pulsation der von
der Hydraulikpumpe 18 abgegebenen Bremsflüssigkeit
zu vermindern. Gleichermaßen
wird die von der Hydraulikpumpe 19 abgegebenen Bremsflüssigkeit über einen
Durchlass 32 zu einem Abschnitt zwischen dem elektromagnetischen
Ventil 24 in dem Durchlass 24 und den beiden Radbremsen 13 und 14 zugeführt. Eine
serielle Dämpferkammer 35 und
eine Öffnung 36 sind
in dem Durchlass 32 angeordnet, um die Pulsation der von der
Hydraulikpumpe 19 abgegebenen Bremsflüssigkeit zu vermindern. Die
Durchlässe 31 und 32 werden als
ein dritter Hydraulikdurchlass bzw. Zweigleitungen bezeichnet.
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Zwischen
einem Abschnitt, in welchem der Durchlass 21 mit dem Durchlass 31 und
der Radbremse 11 (der Radbremse 12) verbunden ist,
ist ein elektromagnetisches normal geöffnetes Zwei-Anschluss/Zwei-Stellungs-Öffnungs-
und Schließventil 37 (ein
elektromagnetisches normal geöffnetes Zwei-Anschluss/Zwei-Stellungs-Öffnungs-
und Schließventil 38)
angeordnet. Gleichermaßen
ist an einem Abschnitt, in welchem der Durchlass 22 mit dem
Durchlass 32 und der Radbremse 13 (der Radbremse 14)
verbunden ist, ein elektromagnetisches normal geöffnetes Zwei-Anschluss/Zwei-Stellungs-Öffnungs-
und Schließventil 39 (ein
elektromagnetisches normal offenes Zwei-Anschluss/Zwei-Stellungs-Öffnungs-
und Schließventil 40)
angeordnet. In einem Durchlass 41 zum Führen der Bremsflüssigkeit
von der Radbremse 11 zu der Saugseite der Hydraulikpumpe 18 und
in einem Durchlass 42 zum Führen der Bremsflüssigkeit
von der Radbremse 12 zu dem Durchlass 41 sind
elektromagnetische normal geschlossene Zwei-Anschluss/Zwei-Stellungsventile 43 bzw. 44 angeordnet.
Gleichermaßen
sind in einem Durchlass 45 zum Führen der Bremsflüssigkeit
von der Radbremse 13 zu der Saugseite der Hydraulikpumpe 19 und
in einem Durchlass 46 zum Führen der Bremsflüssigkeit von
der Radbremse 13 zu dem Durchlass 45 elektromagnetische
normal geschlossene Zwei-Anschluss/Zwei-Stellungs-Öffnungs- und Schließventile 47 bzw. 48 vorgesehen.
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Die
Ventile 37, 38, 39 und 40, die
Durchlässe 41, 42, 45 und 46 sowie
die Ventile 43, 44, 47 und 48 werden
jeweils als dritte Ventileinrichtung bzw. Einlass-Ventileinrichtungen,
als vierter Hydraulikdurchlass bzw. Hydraulikleitungen sowie als
vierte Ventileinrichtung Auslassventileinrichtungen bezeichnet.
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Der
Durchlass 41 ist mit einem Einwegventil oder Rückschlagventil 58 versehen,
um einen Eintritt der Bremsflüssigkeit
von dem Durchlass 25 in den Durchlass 41 zu verhindern,
und ist mit Niederdrucksammler 59 zur vorübergehenden
Speicherung der Bremsflüssigkeit
von den Radbremsen 11 und 12 verbunden. Gleichermaßen ist
der Durchlass 45 mit einem Einwegventil oder Rückschlagventil 60 zur Verhinderung
eines Eintritts der Bremsflüssigkeit
von dem Durchlass 26 in den Durchlass 55 versehen,
und ist mit einem Niederdrucksammler 61 zur vorübergehenden
Speicherung der Bremsflüssigkeit
von den Radbremsen 13 und 14 verbunden.
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Die
Hydraulikpumpen 18 und 19 sind Kolbenpumpen, die
gegenläufig
durch einen gemeinsamen elektrischen Motor 49 angetrieben
werden.
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In
dem Durchlass 21 sind ein Differenzdruckventil 50 und
ein Rückschlagventil 51 vorgesehen, um
parallel zu dem elektromagnetischen Ventil 23 zu sein,
ein Rückschlagventil 52 ist
parallel zu dem elektromagnetischen Ventil 37 geschaltet
und ein Rückschlagventil 53 ist
parallel zu dem elektromagnetischen Ventil 38 geschaltet.
Das Differenzdruckventil 50 soll einen vorbestimmten Anstieg
des Fluiddrucks an einer stromabwärtigen Seite oder einer Radbremsenseite
des elektromagnetischen Ventils 23 relativ zu dem Fluiddruck
an einer stromaufwärtigen
Seite oder einer Hauptzylinderseite des Ventils 23 verhindern.
Das Rückschlagventil 51 ermöglicht einen
in 1 abwärtigen
Versorgungsfluss der Bremsflüssigkeit
unter Umgehung des Ventils 23, während das Ventil 23 geschlossen
ist. Das Rückschlagventil 52 ermöglicht einen
in 1 aufwärtigen
Ablauffluss der Bremsflüssigkeit
unter Umgehung des Ventils 37, während das Ventil 37 geschlossen
ist. Das Rückschlagventil 53 ermöglicht einen
in 1 aufwärtigen Ablauffluss
der Bremsflüssigkeit
unter Umgehung des Ventils 38, während das Ventil 38 geschlossen ist.
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Gleichermaßen sind
in dem Durchlass 22 ein Differenzdruckventil 54 und
ein Rückschlagventil 55 vorgesehen,
um parallel zu dem elektromagnetischen Ventil 24 zu sein,
ein Rückschlagventil 56 ist parallel
zu dem elektromagnetischen Ventil 39 geschaltet und ein
Rückschlagventil 57 ist
parallel zu dem elektromagnetischen Ventil 40 geschaltet.
Das Differenzdruckventil 54 soll einen vorbestimmten Anstieg
des Fluiddrucks an einer stromabwärtigen Seite oder einer Radbremsenseite
des elektromagnetischen Ventils 24 relativ zu dem Fluiddruck
auf einer stromaufwärtigen
Seite oder einer Hauptzylinderseite des Ventils 24 verhindern.
Das Rückschlagventil 55 ermöglicht einen
in 1 abwärtigen
Versorgungsfluss der Bremsflüssigkeit
unter Umgehung des Ventils 24, während das Ventil 24 geschlossen
ist. Das Rückschlagventil 56 ermöglicht einen
in 1 aufwärtigen
Ablauffluss der Bremsflüssigkeit
unter Umgehung des Ventils 39, während das Ventil 39 geschlossen
ist. Das Rückschlagventil 57 ermöglicht einen
in 1 aufwärtigen
Ablauffluss der Bremsflüssigkeit
unter Umgehung des Ventils 40, während das Ventil 40 geschlossen
ist.
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Die
elektromagnetischen Ventile 23, 24, 27, 28, 37, 38, 39, 40, 43, 44, 47 und 48 sowie
der elektrische Motor 49 unterliegen der Steuerung eines elektrischen
Steuergeräts 61,
welches die Form eines Mikroprozessors hat. Das Steuergerät 61 wird mit
einem Erfassungssignal von einem Sensor 62, welcher einen
Hub des Niederdrückens
des Bremspedals 16 erfasst oder bestimmt, einem Erfassungssignal
von einem Sensor 63, der eine Drehzahl des Rads FL erfasst,
einem Erfassungssignal von einem Sensor 64, der eine Drehzahl
des Rads RR erfasst, einem Erfassungssignal von einem Sensor 65,
der eine Drehzahl des Rads FR erfasst, und einem Erfassungssignal
von einem Sensor 66 versorgt, der eine Drehzahl des Rads
RL erfasst. Das Steuergerät 61 führt eine
bekannte Antiblockierbremssteuerung, Traktionssteuerung und Notbremsunterstützungssteuerung
auf der Basis der von den Sensoren 62 bis 66 eingegebenen
Signale aus. In einem normalen Bremsbetrieb, wie in 1 gezeigt
ist, sind alle Ventile 23, 24, 27, 28, 37, 38, 39, 40, 43, 44, 47 und 48 sowie
der elektrische Motor 49 in deaktivierten Zustand gebracht.
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In
dem in 1 gezeigten Zustand wird, wenn das Bremspedal 16 niedergedrückt wird,
um ein fahrendes Fahrzeug anzuhalten, der Bremskraftverstärker 20 betätigt, um
den Hauptbremszylinder 17 anzutreiben. Dann wird die von
dem Speicher 15 in dem Hauptbremszylinder 17 zugeführte Bremsflüssigkeit
darin bedruckt und die resultierende Bremsflüssigkeit wird zu den Radbremsen 11, 12, 13 und 14 über die
Durchlässe 21, 21, 22 und 22 jeweils zugeführt, was
dazu führt,
dass die Straßenräder FL, RR,
FR und RL mit Bremskräften
beaufschlagt werden, die von der Größe der den jeweiligen Radbremsen 11, 12, 13 und 14 zugeführten Fluiddrücke abhängen. Der
auf die Radbremsen 11, 12, 13 und 14 aufgebrachte
Druck der Bremsflüssigkeit
entspricht der Größe der Eingabekraft
auf den Hauptbremszylinder 17 oder der Größe der Ausgabekraft
von dem Bremskraftverstärker 20.
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Wenn
das Fahrzeug abgebremst wird, kann die auf jedes der Straßenräder FL,
RR, FR und RL tatsächlich
aufgebrachte Bremskraft größer werden als
eine Reibungskraft zwischen jedem der Straßenräder und der Straßenoberfläche. Wenn
mindestens eines der Straßenräder, beispielsweise
das Straßenrad
FL, eine übermäßige Durchrutsch-
oder Schlupftendenz zeigt oder wenn ein Blockierzustand des Straßenrads
FL auftritt, wird ein solches Phänomen durch
das Steuergerät 61 erfasst
und das Ventil 37, das Ventil 43 und der elektrische
Motor 49 werden eingeschaltet. Das Einschalten des Ventils 37 unterbricht
die Fluidzuführung
von dem Hauptbremszylinder 17 zu der Radbremse 11.
Einschalten des Ventils 43 entlässt die bedruckte Bremsflüssigkeit
in der Radbremse 11 in den Durchlass 41, was dazu
führt, dass
der Druck der Bremsflüssigkeit
in der Radbremse 11 abnimmt, wodurch eine Verminderung
der auf das Straßenrad
FL aufgebrachten Bremskraft auftritt. Somit nimmt die Durchrutschrate
oder Schlupfrate des Straßenrads
FL ab. Die in den Durchlass 41 abgegebene Bremsflüssigkeit
wird durch die Wirkung der Hydraulikpumpe 18, die durch
den elektrischen Motor 49 angetrieben wird, in den Durchlass 21 zurückgeführt. Eine Differenzmenge
der Bremsflüssigkeit,
die durch Abziehen der durch die Hydraulikpumpe 18 in den
Durchlass 21 zurückgeführten Bremsflüssigkeitsmenge
von der aus der Radbremse 11 in den Durchlass 41 abgegebenen
Bremsflüssigkeitsmenge
erhalten ist, wird vorübergehend
in dem Niederdrucksammler 59 gespeichert. Eine solche Differenzmenge,
die in dem Sammler 59 gespeichert ist, wird durch die Hydraulikpumpe 18 in
den Durchlass 21 zurückgeführt, wenn
die Zuführmenge
an Bremsflüssigkeit
des Durchlasses 41 kleiner ist als die Rückführmenge
der Bremsflüssigkeit
in den Durchlass 41. Wenn keine Blockierneigung und eine Schlupfverminderungsneigung
infolge der Verminderung der Bremsflüssigkeit in der Radbremse 11 an dem
Straßenrad
FL gefunden werden, beginnt das Steuergerät 61 sowohl das Ventil 37 als
auch das Ventil 43 zu deaktivieren oder das Ventil 43 zu
deaktivieren, während
es das Einschalten und Ausschalten des Ventils 37 wiederholt.
Somit wird die von dem Hauptbremszylinder 17 und der Hydraulikpumpe 18 unter
Druck dem Durchlass 21 zugeführte Bremsflüssigkeit
kontinuierlich oder intermittierend der Radbremse 11 zugeführt, wodurch
der Fluiddruck der Radbremse 11 in linearem Modus oder
im schrittweisen Modus erhöht
wird. Dies bedeutet, dass die auf das Straßenrad FL aufgebrachte Bremskraft
zunimmt, wodurch die Schlupfrate des Straßenrads FL ansteigt. Somit
wird, in Abhängigkeit
von der Schlupfrate des Straßenrads
FL, eine automatische Einstellung des Fluiddrucks in der Radbremse 11 erreicht, wodurch
das Straßenrad
FL mit einer möglichst
hohen oder maximalen Bremskraft beaufschlagt werden kann, die keinen
Blockierzustand des Straßenrads
FL bewirkt.
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Eine
gleiche automatische Einstellung des Fluiddrucks in jeder der Radbremsen 12, 13 und 14 kann
erreicht werden, indem der elektrische Motor 49 sowie jedes
der Ventile 38 und 44, der Ventile 39 und 47 sowie
der Ventile 47 und 48 gesteuert werden.
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Während das
Fahrzeug im Bremsbetrieb ist, überwacht
das Steuergerät 61,
ob eine Niederdrückgeschwindigkeit
des Bremspedals 16 einen Grenzwert überschreitet oder nicht. Wenn
die Niederdrückgeschwindigkeit
des Bremspedals 16 den Grenzwert überschreitet, erkennt oder
erfasst das Steuergerät 61,
dass eine Notbremsung oder Fahrbremsung initiiert wurde, und veranlasst
einen Betrieb der Ventile 23, 24, 27 und 28 sowie
des elektrischen Motors 49. Dann wird die von dem Hauptbremszylinder
unter Druck abgegebene Bremsflüssigkeit
den Saugseiten der Hydraulikpumpen 18 und 19 über die
Kanäle 25 bzw. 26 zugeführt, wodurch
der abgegebene Bremsdruck von der Hydraulikpumpe 18 an
die Radbremsen 11 und 12 abgegeben wird, und wodurch
der abgegebene Bremsdruck von den Hydraulikpumpen 19 zu
den Radbremsen 13 und 14 zugeführt wird. Obwohl eine Niederdrückkraft
des Bremspedals 16 klein ist, werden die Fluiddrücke in den
Radbremsen 11 und 12 und die Drücke in den
Radbremsen 13 und 14 durch die Hydraulikpumpen 18 bzw. 19 erhöht, bis
die Antiblockierregelung beginnt. Unter solchen Umständen oder
in einem Notbremsunterstützungssteuerungsmodus
tritt eine relativ große
Pulsation der Bremsflüssigkeit
auf der Saugseite jeder der Hydraulikpumpen 18 und 19 auf.
Die Pulsation der Bremsflüssigkeit,
die sich von der Hydraulikpumpe 18 zu dem Hauptbremszylinder 17 fortpflanzt,
muss das Durchlassquerschnittsflächeneinstellventil 29 passieren,
während
die Pulsation der Bremsflüssigkeit, die
sich von der Hydraulikpumpe 19 in den Hauptbremszylinder 17 fortsetzt,
das Durchlassquerschnittsflächeneinstellventil 30 passieren
muss. In einer solchen Situation wird der von dem Hauptbremszylinder 17 abgegebene
Bremsdruck größer als
der Sollwert und dies bewirkt den in 3 gezeigten
Zustand in jedem der Durchlassquerschnittsflächeneinstellventile 29 und 30.
Der gezeigte Zustand jedes der Ventile 29 und 30 vermindert
die Querschnittsfläche
von jedem der Durchlässe 25 und 26,
was dazu führt,
dass die Übertragung
der Pulsation der Bremsflüssigkeit
von der Saugseite jeder der Hydraulikpumpen 18 und 19 auf
den Hauptbremszylinder 17 begrenzt werden kann. Dies bewirkt,
dass Vibrationen des Bremspedals 16 des Hauptbremszylinders 17 und
der Leitungen der entsprechenden Fluidkreise begrenzt sind, wodurch
das unangenehme Gefühl für den Fahrer
durch das Bremspedal 16 und durch die in jeder der Leitungen
erzeugten Geräusche
vermindert werden kann. Es ist anzumerken, dass obwohl die Querschnittsflächen von
jedem der Durchlässe 25 und 26 klein
sind, die Ausstoßmengen
der Hydraulikpumpen 18 und 19 sichergestellt sind
und die erforderlichen Mengen der zu den Radbremsen zuzuführenden
Bremsflüssigkeit
sichergestellt sind, weil die Bremsflüssigkeit unter dem Druck des
Hauptbremszylinders 17 durch die Hydraulikpumpen 18 und 19 angesaugt
wird.
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In
einem Fall, in welchem bei fahrendem Fahrzeug gefunden wird, dass
entweder das angetriebene Straßenrad
FL oder das angetriebene Rad FR, beispielsweise das Straßenrad FL,
zu einer Zunahme der Schlupfrate neigt, was ein Durchdrehen des
Straßenrads
FL anzeigt, werden sofort bei der Erfassung eines solchen Phänomens die
Ventile 23 und 27 und der elektrische Motor 49 durch
das Steuergerät 61 eingeschaltet.
Dadurch wird die Bremsflüssigkeit
in dem Speicher 15 über
den Durchlass 25 und dem Hauptbremszylinder 17 in
die Hydraulikpumpe 18 angesaugt und die Bremsflüssigkeit
wird dann von der Hydraulikpumpe 18 nach dem Bedrucken
darin über
den Durchlass 21 an die Radbremse 11 abgegeben,
um darauf eine Bremskraft aufzubringen, wodurch die Schlupfrate
des Straßenrads
FL vermindert wird. Wenn die Schlupfrate infolge des Anstiegs des
auf die Radbremse 11 aufgebrachten Bremsdrucks kleiner
wird, beginnt das Steuergerät 61 unmittelbar
bei der Erfassung eines solchen Phänomens die Ventile 37 und 43 zu
steuern, um die Bremskraft in der Radbremse 11 zu vermindern.
Eine solche automatische Einstellung der Bremskraft in der Radbremse 11 in
Abhängigkeit
von der momentanen Schlupfrate des Straßenrads FL ermöglicht die maximale
Antriebskraft für
das Straßenrad
FL, die noch ein Durchdrehen des Straßenrads FL verhindert. Hinsichtlich
des Straßenrads
FR kann, in Abhängigkeit
von der augenblicklichen Schlupfrate des Straßenrads FR, der Bremsdruck
in der Radbremse 13 automatisch gehalten werden, indem
die Ventile 24 und 28 sowie der elektrische Motor 49 eingeschaltet
werden und danach das Ventil 39 aktiviert und das Ventil 47 deaktiviert
wird, was dazu führt,
dass die maximale Antriebskraft des Straßenrads FR erhalten werden
kann, die gerade ein Durchdrehen des Straßenrads FR vermeidet. In einem
solchen Traktionsregelungsmodus wird kein Bremsdruck in dem Hauptbremszylinder 17 entwickelt
oder erzeugt, infolge der Tatsache, dass das Bremspedal nicht niedergedrückt wird,
und der Zustand der Durchlassquerschnittsflächeneinstellventile 29 und 30 verbleibt
der in 2 gezeigte Zustand, in welchem die Querschnittsfläche von
jedem der Durchlässe 25 und 26 groß ist. Dies bedeutet,
dass der Ansaugwiderstand jeder der Hydraulikpumpen 18 und 19 gering
ist und deren Abgabemenge sichergestellt werden kann.
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Gemäß 4 bis
einschließlich 6 ist eine
Einrichtung gezeigt, die durch Integration des in 1 gezeigten
Ventils 27 und des Durchlassquerschnittsflächeneinstellventils 29 gebildet
ist. Es ist anzumerken, dass diese Figuren gleichermaßen für eine Integration
des Ventils 28 und des Durchlassquerschnittsflächeneinstellventils 30 entsprechend
gelten.
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Ein
Durchlassquerschnittsflächeneinstellventil 29 dieser
Einrichtung hat einen Körper 29A mit einem
oberen Einlassanschluss 29A1, einem unteren Auslassanschluss 29A2 und
einem gestuften Zylinder 29A3 darin. In dem gestuften Zylinder 29A3 ist ein
gestufter Kolben 29B auf fluiddichte und bewegbare Weise
eingesetzt, wodurch eine Luftkammer 29C, die einem unteren
Endabschnitt eines Abschnitts größeren Durchmessers
des Kolbens 29B gegenüberliegt,
eine Fluiddruckkammer 29D, die in Fluidverbindung mit dem
Einlassanschluss 29A1 ist, und eine Fluiddruckkammer 29E,
die in Fluidverbindung mit dem Auslassanschluss 29A2 ist,
begrenzt sind. Der Einlassanschluss 29A1 und der Auslassanschluss 29A2 sind
jeweils in Fluidverbindung mit dem Hauptbremszylinder 17 und
einer Ansaugseite der Hydraulikpumpe 18. Der gestufte Kolben 29B ist
darin mit einer axialen Durchgangsbohrung 29B1 versehen,
die eine größere Durchlassquerschnittsfläche hat,
und mit einer Öffnung 29B2 versehen,
die eine engere Durchlassquerschnittsfläche hat und in Fluidverbindung
mit der Bohrung 29B1 in der Nähe eines unteren Endes davon
ist. Die Bohrung 29B1 und die Öffnung 29B2 bilden
einen Durchlass 25. Eine in der Fluidkammer 29E aufgenommene
Feder 29F spannt den gestuften Kolben 29B ständig in
aufwärtiger Richtung
vor und solange der auf den Einlassanschluss 29A1 aufgebrachte
Fluiddruck kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wird
der Kolben 29B in seiner oberen Stellung gehalten, wie
aus 4 zu ersehen ist, wodurch ein unteres Ende der Bohrung 29B1 in
Richtung auf einen Boden des Zylinders 29A3 geöffnet ist.
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Wie
aus 4 bis 6 zu ersehen ist, ist ein elektromagnetisches Öffnungs-
und Schließventil 27 oberhalb
des Durchlassquerschnittsflächeneinstellventils 29 angeordnet.
Das Ventil 27 hat einen stationären Eisenkern 27A,
einen bewegbaren Eisenkern 27B, eine Feder 27C,
die den bewegbaren Kern 27B in der in 4 abwärtigen Richtung
vorspannt, eine stationäre
Hülse 27D,
die darin die Elemente 27A, 27B und 27C aufnimmt,
und eine Elektromagnetspule 27E, die eine magnetische Anziehungskraft
erzeugt, die den bewegbaren Kern 27B in aufwärtiger Richtung
gegen die Vorspannkraft der Feder 27C bewegt. An einem
unteren Ende des bewegbaren Eisenkerns 27B ist ein Ventilelement 27F befestigt,
welches mit einer sphärischen
Konfiguration versehen ist und welches die Öffnung an dem oberen Ende der
Bohrung 29B1 des Kolbens 29B öffnet und verschließt. Wenn
die elektromagnetische Spule 27E deaktiviert ist, wird
der bewegbare Eisenkern 27B mit dem Ventilelement 27F durch
die Feder 27C in abwärtiger
Richtung gedrückt,
wodurch das Ventilelement 27F die Öffnung an dem oberen Ende der
Bohrung 29B1 verschließt,
wie in 4 gezeigt ist. Die Vorspannkraft der Feder 27C ist
so gewählt, daß das Ventilelement 27F die
Bohrung 29B1 gegen den von dem Hauptbremszylinder 17 darauf
aufgebrachten hydraulischen Druck gemäß 4 geschlossen
hält. Entsprechend
ist der Durchlaß 25 geschlossen.
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Wenn
die elektromagnetische Spule 27 durch Aufbringen eines
elektrischen Stroms darauf aktiviert wird, werden der bewegbare
Eisenkern 27B und das Ventilelement 27F in aufwärtiger Richtung bewegt,
wodurch die Öffnung
an dem oberen Ende der Bohrung 29A1 geöffnet wird, wie in 5 und 6 gezeigt
ist. In dem in 5 gezeigten Zustand ist der
von dem Hauptbremszylinder zu dem Einlassanschluss 29A1 zugeführte Fluiddruck
niedriger als der Sollwert, infolge der Tatsache, dass das Bremspedal 16 nicht
niedergedrückt
ist, wobei der gestufte Kolben 29B durch die Feder 29E in
seiner oberen Stellung gehalten ist, welche eine Fluidverbindung zwischen
dem Einlassanschluss 29A1 und dem Auslassanschluss 29A2 über die
Bohrung 29B1 und die Öffnung 29B2 zulässt, was
dazu führt,
dass die Querschnittsfläche
des Durchlasses 25 größer bleibt.
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Im
Gegensatz dazu übersteigt
in dem 6 gezeigten Zustand der von dem Hauptbremszylinder 17 zu
dem Einlassanschluss 29A1 zugeführte Fluiddruck den vorgegebenen
Wert infolge des Niederdrückens
des Bremspedals 16, so dass der gestufte Kolben 29B in
abwärtiger
Richtung gegen die Vorspannkraft der Feder 29F infolge
des auf eine zu der Querschnittfläche der Luftkammer 29C äquivalenten
Fläche
wirkenden Fluiddrucks bewegt wird, wobei das untere Ende des gestuften
Kolbens 29B in Eingriff mit dem Boden des Zylinders 29A3 gebracht
wird, wodurch das untere Ende der Bohrung 29B1 verschlossen
wird. Dies bedeutet, dass die Fluidverbindung zwischen dem Einlassanschluss 29A1 und
dem Auslassanschluss 29A2 nur durch die Öffnung 29B2 bewerkstelligt
werden kann, wodurch die Querschnittsfläche des Durchlasses 25 kleiner
wird.
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Zudem
kann anstelle des Öffnens
und Schließens
des elektromagnetischen Ventils 23 in 1 ein
lineares elektromagnetisches Ventil in dem Durchlass 21 angeordnet
werden, welches den Durchlass 21 in seinem inaktiven Zustand öffnet oder schließt und welches
den Durchlass 21 in seinem aktiven Zustand infolge des
Aufbringens von elektrischen Strom öffnet oder schließt, um eine
Druckdifferenz (PM < PW)
zwischen dem Hydraulikdruck auf der Seite des Hauptbremszylinders
(PM) und dem hydraulischen Druck auf der Seite der Radbremsen (PW)
in Antwort auf den aufgebrachten elektrischen Strom zu erzeugen.
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Wie
zuvor beschrieben wurde, können
mit der vorliegenden Erfindung das Bremspedal und der hydraulische
Kreis oder Leitungen am Vibrieren in einem Zustand gehindert werden,
in welchem das Bremspedal niedergedrückt ist, ohne die von der Hydraulikpumpe
abgegebene Bremsflüssigkeitsmenge in
einem Zustand zu vermindern, in welchem das Bremspedal nicht niedergedrückt ist.