DE2703760A1 - TWO-CIRCUIT BRAKE SYSTEM - Google Patents
TWO-CIRCUIT BRAKE SYSTEMInfo
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Description
18.1.1977 He/Hm ,18.1.1977 He / Hm,
Anlage zurAttachment to
Patent- undPatent and
GebrauchsmusterhilfsanmeldungUtility model registration
Zweikreis-Bremsanlage ZusammenfassungDual circuit braking system summary
Es wird eine Zweikreis-Bremsanlage vorgeschlagen, die raehrere Bremskreise aufweist, von denen einer ein geschlosser Bremskreis ist. Ein Bremskreis ist mit einem Bremsverstärker versehen. Der verstärkte Bremsdruck wirkt über einen Zwischenkolben auf den geschlossenen Bremskreis ein und ist mit Hilfe einer Blockierschutzeinrichtung druckmoduliert. Zwischen den beiden Bremskreisen ist eine Steueranordnung vorgesehen, über die der defekte Bremskreis zumindest kurzzeitig zu öffnen ist, um eine Nachfüllung zu ermöglichen. Damit ist erreicht, daß der defekte, geschlossene Kreis sowohl bei geringem Druckverlust als auch bei schlechter Entlüftung oder bei Dampfblasenbildung infolge überhitzung nachspeisbar ist. Sollte jedoch die Nachförderung über längere Zeit andauern und.damit ein größeres Leck im geschlossenen Kreis in Erscheinung treten, so wird die Nachförderung selbsttätig ausgeschaltet.A two-circuit brake system is proposed which has more brake circuits, one of which is a closed brake circuit. A brake circuit is provided with a brake booster. The increased brake pressure acts on the closed brake circuit via an intermediate piston and is pressure-modulated with the help of an anti-lock device. A control arrangement is provided between the two brake circuits, via which the defective brake circuit can be opened at least for a short time in order to enable refilling. This ensures that the defective, closed circuit can be replenished both with a low pressure loss and with poor ventilation or when vapor bubbles form as a result of overheating. However, if the replenishment continues over a longer period of time and so a larger leak occurs in the closed circuit, the replenishment is automatically switched off.
Die Nachfüllung kann sowohl über einen offenen Bremskreie z.B. einem Verstärker-Bremskreis, oder aus einem Speicher erfolgen. The refilling can take place either via an open brake circuit, for example a booster brake circuit, or from a memory .
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Die Erfindung geht aus von einer Zweikreis-Bremsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche Bremsanlage ist bekannt (US-PS 3 843 213). Geschlossene Breraakreise haben den Vorteil, daß im Falle von Hilfskraftausfall die Muskelkraft des Fahrers in der Lage ist, einen ausreichenden Bremsdruck zu erzeugen. Sie haben aber den Nachteil, daß der im Hauptbremszylinder bewegliche Kolben ein endliches Verdrängungsvolumen hat. Dieses Verdrängungsvolumen und die Dimensionierung des Hauptbremszylinderkolbens sind im Normalfall eng begrenzt und auf den Verstärker bzw. die Pedalkraft abgestimmt. Ist aber der geschlossene Kreis schlecht entlüftet oder bilden sich sogar infolge thermischer überhitzung der Bremse Dampfblasen, so entsteht in diesem Kreis auch bei voller Auslenkung des Kolbens nicht der maximale Bremsdruck.The invention is based on a two-circuit brake system according to the preamble of the main claim. Such a braking system is known (U.S. Patent 3,843,213). Closed Breraa circles have the advantage that, in the event of a loss of auxiliary personnel, the driver's muscle strength is able to provide a sufficient Generate brake pressure. But they have the disadvantage that the movable piston in the master cylinder is a finite one Has displacement volume. This displacement volume and the dimensions of the master cylinder piston are normally narrowly limited and matched to the amplifier or the pedal force. But is the closed one The circuit is badly vented or vapor bubbles are even formed as a result of thermal overheating of the brake, this means that the maximum braking pressure is not generated in this circuit even when the piston is fully deflected.
Seit einiger Zeit werden nun Bremsanlagen mit einem, geschlossenen und einem offenem Bremskreis verwendet. Bei solchen Bremsanlagen ist nur der geschlossene Bremskreie mit den genannten Nachteilen behaftet, der offene Bremskreis dagegen nicht.For some time now, braking systems with a closed and one open brake circuit are used. With such brake systems only the closed brake circuit is afflicted with the disadvantages mentioned, the open brake circuit, however, not.
Dazu kommt, daß seit einiger Zeit eine einheitliche Flüssigkeit für die verschiedenen hydraulischen Aggregate im Fahrzeug angestrebt wird, wie z.B. für die Bremse, die Servolenkung und für die Niveauregulierung.* ähnlich, jedoch unterschiedlich für die Bremse. Die Bremsflüssigkeit muß zur Vermeidung von Dampfblasen «inen hohen Siedepunkt besitzen. Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt haben jedoch nach dem heutigen Stand der Technik schlechte Schmier- und Dämpfungseigenschaften, die wiederum bei der Lenkung und der Niveauregelung erfor- derlioh sind. Deshalb können heute nur Fahrzeuge mit sogenannten Fremdkraftbremssystemen einheitliche Druckmedien verwenden. In addition, a uniform fluid has been sought for the various hydraulic units in the vehicle for some time, such as the brakes, the power steering and the level control. * Similar, but different for the brakes. The brake fluid must possess in order to avoid vapor bubbles "inen high boiling point. However, according to the current state of the art, liquids with a high boiling point have poor lubricating and damping properties, which in turn are required for steering and level control. Therefore , today only vehicles with so-called external power brake systems can use standardized print media.
s Die Anforderungen an das Druckmedium sind für Servolenkung und NiveauregulaÄft8«3 1 / 0 2 8 βs The requirements for the pressure medium are for power steering and level regulationÄft8 «3 1/0 2 8 β
ICIC
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention ?7n?7RO? 7n? 7RO
Bei der Zweikreis-Bremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ist es von Vorteil, daß ein Druckerzeugungsaggregat verwendet wird, das die Eigenschaften einer Femdkraftbremse besitzt, welches jedoch bei Hilfskraftausfall die vorteilhaften Eigenschaften eines Systems mit geschlossenen Bremskreisen aufweist.In the two-circuit brake system with the characterizing features of the main claim, it is advantageous that a Pressure generating unit is used, which has the properties of an external power brake, which, however, at Failure of auxiliary workers has the advantageous properties of a system with closed brake circuits.
Desweiteren ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, daß die Umschaltung des geschlossenen auf einen offenen Kreis nach einiger Zeit selbsttätig rückgängig gemacht wird, damit im Falle eines größeren Lecks im geschlossenen Bremskreis der offene Bremskreis nicht einen zu großen Flüssigkeitsverlust erfährt.Furthermore, it is advantageous according to a further feature of the invention that the switching of the closed to one The open circuit is automatically reversed after a while, so that in the event of a major leak in the closed circuit Brake circuit the open brake circuit does not experience excessive fluid loss.
Schließlich ist es von Vorteil, daß bei der Zweikreis-Bremsanlage Bremsflüssigkeit mit einem niedrigen Siedepunkt verwendbar ist, weil der Bremskreis bei Bedarf jederzeit selbsttätig nachfüllbar ist.Finally, it is advantageous that brake fluid with a low boiling point in the two-circuit brake system can be used because the brake circuit can be automatically refilled at any time if necessary.
Zeichnungdrawing
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen: Fig. 1 eine Zweikreis-Bremsanlage mit einer Umschalteinrichtung für den geschlossenen Bremskreis, Fig. 2 die Umschalteinrichtung, Fig. 3 eine elektronische Ausführung der Umschalteinrichtung, Fig. 1I eine Variante, Fig. 5 eine hydraulische Abwandlung und Fig. 6 eine Prinzipdarstellung. Several embodiments of the invention are illustrated in the drawings and that the drawings:.... 1 shows a dual-circuit brake system with a switching device for the closed brake circuit, Figure 2 shows the switching device, Figure 3 is an electronic version of the switching device, Figure 1 I a variant, FIG. 5 shows a hydraulic modification and FIG. 6 shows a basic illustration.
Eine Zweikreis-Bremsanlage hat einen hydraulischen Brems verstärker 1, der zwischen einem Bremspedal 2 und zwei Paar«η von Radbrems zylindern 3» 31 und 4, M1 angeordnet ist. Das eine Radzylinderpaar 3, 31 gehört zu einem Bremskreis I und das andere Radzylinderpaar 4, 4' ist Teil eines Brems- A dual-circuit brake system has a hydraulic brake booster 1, which is arranged between a brake pedal 2 and two pairs of “η of wheel brake cylinders 3” 3 1 and 4, M 1 . One pair of wheel cylinders 3, 3 1 belongs to a brake circuit I and the other pair of wheel cylinders 4, 4 'is part of a brake
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kreises II. Beide Bremskreise I und II werden von einem Mehrfachstellglied 5 eines automatischen Blockierschutzes überwacht, an das auch noch eine von einem Motor 6 angetriebene Pumpe 7 und ein Speicher 8 angeschlossen sind. Das Mehrfachstellglied 5 kann ein elektrisch betätigtes Schieberventil oder eine Kombination von Magnetventilen sein.circuit II. Both brake circuits I and II are controlled by a multiple actuator 5 monitored by an automatic anti-lock protection, which is also connected to a motor 6 driven Pump 7 and a memory 8 are connected. The multiple actuator 5 can be an electrically operated slide valve or a combination of solenoid valves.
In einem Gehäuse 9 des Bremsverstärkers 1 sind ein Bremsventil 10, ein Verstärkerkolben 11, ein Pedalstößel 12 sowie eine Wegfeder 13 vorgesehen. Der Verstärkerkolben 11 hat einen Stößel I1J, der von einer Rückholfeder 15 umgeben ist und der zusammen mit dieser in einer Kammer 16 angeordnet ist, die über ein Rückschlagventil 17 ständig unter Vorratsdruck steht. Im Bereich des Bremsventils 10 ist der Verstärkerkolben 11 mit einem Radialkanal 18 versehen, der Verbindung mit einer Bremsleitung 20 hat, die über das Mehrfachstellglied 5 zum Bremskreis II führt. Eine Rücklaufleitung 21 verläuft vom Mehrfachstellglied 5 zum Bremsverstärker und ist dort ständig an einen Nachfüllbehälter 22 angeschlossen.In a housing 9 of the brake booster 1, a brake valve 10, a booster piston 11, a pedal tappet 12 and a displacement spring 13 are provided. The booster piston 11 has a plunger I 1 J which is surrounded by a return spring 15 and which is arranged together with this in a chamber 16 which is constantly under supply pressure via a check valve 17. In the area of the brake valve 10, the booster piston 11 is provided with a radial duct 18 which is connected to a brake line 20 which leads to the brake circuit II via the multiple actuator 5. A return line 21 runs from the multiple actuator 5 to the brake booster, where it is constantly connected to a refill container 22.
Der Verstärkerkolben-Stößel Ik durchdringt mit seinem freien Ende eine Trennwand 23 und ragt in einer Primärkammer 2k eines hydraulischen HauptZylinders 25» der gleichachsig zum Bremsverstärker 1 angeordnet ist. Im Hauptzylinder 25 ist ein Doppelkolben 26 beweglich, auf dessen Vordersseite ein Sekundär-Druckraum 27 liegt. Dieser Druckraum 27 ist an eine Bremsleitung 28 angeschlossen, die ebenfalls Verbindung mit dem Mehrstellungsventil 5 hat und die Teil des Bremskreises I ist. Der Primärdruckraum 2k hat über eine Leitung 19 Verbindung mit dem Bremskreis II.The free end of the booster piston tappet Ik penetrates a partition 23 and protrudes into a primary chamber 2k of a hydraulic master cylinder 25 'which is arranged coaxially to the brake booster 1. A double piston 26 is movable in the master cylinder 25, on the front side of which there is a secondary pressure chamber 27. This pressure chamber 27 is connected to a brake line 28 which is also connected to the multi-position valve 5 and which is part of the brake circuit I. The primary pressure chamber 2k is connected to the brake circuit II via a line 19.
Es ist zu erkennen, daß der Bremskreis II ein offener Bremskreis und der Bremskreis I ein geschlossener Bremskreis ist; letzterer hat einen eigenen Nachfüllbehälter 29 und keine Flüssigkeitsverbindung mit dem offenen Bremskreis II.It can be seen that the brake circuit II is an open brake circuit and the brake circuit I is a closed brake circuit; The latter has its own refill container 29 and no fluid connection with the open brake circuit II.
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Zwischen dem geschlossenen und dem offenen Bremskreis I ist eine Steueranordnung 30 vorgesehen, über die der geschlossene Bremskreis I zumindest kurzzeitig zwecks Nachfüllung zu öffnen ist.A control arrangement 30 is provided between the closed and the open brake circuit I, via which the closed Brake circuit I is to be opened at least briefly for the purpose of refilling.
Die Steueranrodnung 30 hat über eine Steuerleitung 31 einen Anschluß an den Bremskreis I und hat außerdem über eine Nachfüllleitung 32 Verbindung mit dem Bremskreis I. Desweiteren ist eine Steuerleitung 33 vorgesehen, die vom Bremskreis II herangeführt ist. Außerdem ist eine Rücklaufleitung 34 vorhanden. Schließlich ist in der Pig. I noch eine Ventilkombination zu erkennen, die aus einem Rückschlagventil 35 und einem Steuerventil 36 besteht und an die eine Fülleitung 37 angeschlossen ist. Das Rückschlagventil 35 sorgt dafür, daß aus dem geschlossenen Bremskreis (I) keine Bremsflüssigkeit abfließen kann.The control arrangement 30 has a control line 31 Connection to brake circuit I and is also connected to brake circuit I via a refill line 32. Furthermore, a control line 33 is provided, which is brought from the brake circuit II. There is also a return line 34 available. Finally in the Pig. I still recognize a valve combination that consists of a check valve 35 and a control valve 36 and to which a filling line 37 is connected. The check valve 35 ensures that no brake fluid can flow out of the closed brake circuit (I).
Nähere Einzelheiten der Steueranordnung 30 sind in der Fig. 2 dargestellt. Dort ist zu erkennen, daß an einem Stößel 38 des Steuerventils 36 ein Meßkolben 39 befestigt ist, der über die Steuerleitung 32 unter Bremskreis I-Druck und über die Steuerleitung 33 unter Bremskreis II-Druck steht. Ein freies Ende einer Kolbenstange 40 kann einen Schalter 42 betätigen. Dieser Schalter 42 ist auf nicht näher dargestellte Weise mit einem Ventil im Mehrfachstellglied 5 verbunden, das bewirkt, daß bei Betätigung des Schalters 42 die Fülleitung 37 Druckmittel aus dem Bremskreis II erhält. Außerdem ist an der Kolbenstange ein Anschlag 43 vorgesehen, der mit einem seitlichen Arm 1U eines Speicherdruckkolbens 45 zusammenarbeitet. Schließlich ist am Gehäuse 9 noch ein Niveauschalter 46 für die Kontrolle des Flüssigkeitsstandes vorgesehen (Fig. 1).Further details of the control arrangement 30 are shown in FIG. There it can be seen that a measuring piston 39 is attached to a tappet 38 of the control valve 36, which is under brake circuit I pressure via the control line 32 and under brake circuit II pressure via the control line 33. A free end of a piston rod 40 can actuate a switch 42. This switch 42 is connected in a manner not shown in detail to a valve in the multiple actuator 5, which has the effect that when the switch 42 is actuated, the filling line 37 receives pressure medium from the brake circuit II. In addition, a stop 43 is provided on the piston rod, which works together with a lateral arm 1 U of an accumulator pressure piston 45. Finally, a level switch 46 for checking the liquid level is provided on the housing 9 (FIG. 1).
Wenn genügend Druck im Speicher 8 vorhanden ist, und wenn der Druck im an sich geschlossenen Bremskreis I beim Bremsen nicht in gleichem Maße ansteigt wie im offenen Bremskreis II,If there is sufficient pressure in the accumulator 8 and if the pressure in the closed brake circuit I does not rise to the same extent during braking as in the open brake circuit II,
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entsteht am Kolben 39 der Steueranordnung 30 ein Ungleichgewicht. Der Kolben 39 geht nach links^und betätigt den Schalter 42. Er kann dies ungehindert/TffSnn der Niveauschalter 46 ein genügend hohes. Niveau im Nachfüllbehälter signalisiert Wenn jedoch Speicherdruck in ungenügendem Maße vorhanden ist und der Speicherdruck-Meßkolben 45 seine rechte Endstellung verliert, schaltet der Speichderkolben den Schalter 42 um.an imbalance arises at the piston 39 of the control arrangement 30. The piston 39 goes to the left ^ and actuates the switch 42. He can do this unhindered / TffSnn the level switch 46 a sufficiently high one. If, however, the storage tank pressure is insufficient, the level in the refill tank signals Dimensions is available and the storage pressure measuring piston 45 his loses the right end position, the storage piston switches over the switch 42.
Der Schalter 42 der Steueranordnung 30 betätigt im Mehrfachstellglied 5 ein Ventil, das die Pülleitung 37 an dem Bremskreis II anschließt, über die Pülleitung 37 und die Ventilkombination 35, 36 erhält dann der Bremskreis I Druckmittel aus dem Bremskreis II.The switch 42 of the control arrangement 30 operates in the multiple actuator 5 a valve which connects the flushing line 37 to the brake circuit II, via the flushing line 37 and the valve combination 35, 36 then receives the brake circuit I pressure medium from the brake circuit II.
Druckanstieg erfolgt im Bremskreis\I, bis der Kolben 39 wieder nach rechts in seine Ausgangsstellung geht.The pressure rises in the brake circuit \ I until the piston 39 goes back to the right to its starting position.
Nun ist der Schalter 42 entweder als Zeitschalter ausgebildet, oder es ist die Elektronik der Blockierschutzeinrichtung entsprechend 30/ausgelegt, daß die Verbindung des Bremskreises I mit dem Bremskreis II zeitlich überwacht werden kann. Die Verknüpfung mit dem Niveausignal ist notwendig, um zu verhindern, daß z.B. bei einem Leck im Kreis I auch der Kreis II erschöpft. In diesem Fall spricht also ein Zeitglied an, und wenn nach etwa Is immer noch Differenzdruck zwischen den beiden Bremskreisen besteht, wird die Verbindung der beiden Bremskreise I und II unterbrochen. Ist der Druck im Bremskreis I völlig verloren gegangen, dann schließt das Ventil 36 die Abgabe von Bremsdruckmittel aus dem Bremskreis II.Now the switch 42 is either designed as a time switch, or it is the electronics of the anti-lock device according to 30 / designed that the connection of the brake circuit I with the brake circuit II is monitored over time can be. The link with the level signal is necessary to prevent, for example, a leak in the circuit I also exhausted the district II. In this case, a timer responds, and if after about Is it still responds If there is a differential pressure between the two brake circuits, the connection between the two brake circuits I and II is interrupted. If the pressure in the brake circuit I has been completely lost, the valve 36 then closes the delivery of brake pressure medium from brake circuit II.
Die Reibungsbremse 41 ist notwendig, damit bei einem Leck im Kreis I dl« Anordung in der Schließstellung fixiert bleibt.The friction brake 41 is necessary so in the event of a leak in the circle I dl «arrangement remains fixed in the closed position.
Steigt der1 Speicherdruck wieder, so nimmt ein Ansatz des Arms 44 di· Kolbenstange 40 in Ausschaltrichtung des Schalters 42 mit, 1 rises again the accumulator pressure, as an approach takes the arm 44 · di piston rod 40 in the switching-off of the switch 42,
Die Fig. 3 zeigt eine elektronische Schaltung, bei der zwischen dem Niveauschalter 46 und dem Schalter 42 der Steueranordnung 30 eine Verknüpfung erfolgt und dieses Signal an das Mehrstellungsventil 5 weitergegeben wird.3 shows an electronic circuit in which between the level switch 46 and the switch 42 of the control arrangement 30 a link is made and this signal is passed on to the multi-position valve 5.
Die Fig. 4 zeigt eine elektronische Schaltung, bei der zwischen dem Niveauschalter 46 dem Schalter 42 und einem weiteren Schalter 50 eine Verknüpfung stattfindet. Der Schalter 50 arbeitet abhängig von einem Ausgang des Mehrfachstellgliedes 5, wenn dies leckfrei ausgeführt ist, also z.B. mit Magnetventilen oder anderen Sitzventilen bestückt ist. .._:,.-££» Z?i*i·* 4 shows an electronic circuit in which a link takes place between the level switch 46, the switch 42 and a further switch 50. The switch 50 works as a function of an output of the multiple control element 5, if this is executed leak-free, that is, for example, is equipped with solenoid valves or other seat valves. .._:, .- ££ » Z? I * i · *
glied 51 sorgt dafür, daß nach etwa einer Sekunde des Mehrfachstellglied 5 kein Signal mehr erhält. Eine längere Nachförderung in einem zu sehr defekten Kreis ist damit unterbunden. member 51 ensures that after about a second of the multiple actuator 5 no longer receives a signal. Longer follow-up funding in an excessively defective circle is thus prevented.
Die Fig. 5 zeigt eine Steueranordnung 30' bei der bis auf die Indices weitgehend die gleichen Bezugszahlen verwendet sind wie in der Fig. 2. Die Steueranordnung 30' hat eine aus zwei Rückschlagventilen 47 und 48 und einer zum Rückschlagventil 47 parallelen Drossel 49 bestehende Verzögerungseinrichtung. Mit einer solchen Anordnung ist ein großer Schließweg der Steueranordnung möglich, und es wird verhindert, daß bei Differenzdruck zwischen den beiden Bremskreisen I und II die Steueranordnung 30' sofort anspricht. 5 shows a control arrangement 30 'in FIGS largely the same reference numerals are used on the indices as in FIG. 2. The control arrangement 30 ' has one of two check valves 47 and 48 and a throttle 49 parallel to the check valve 47 Delay device. With such an arrangement, a large closing path of the control arrangement is possible, and it this prevents the control arrangement 30 'from responding immediately in the event of a differential pressure between the two brake circuits I and II.
Es ist auch möglich, die Nachspeisung nicht von einem Differenzdruck sondern von der jeweiligen Kolbenstellung eines Bremskolbens wegabhängig zu steuern. Am Ende des entsprechenden Zylinders muß dann nur ein Endschalter vorgesehen sein.It is also possible that the make-up does not come from a differential pressure but from the respective piston position a brake piston to control travel-dependent. Only one limit switch then needs to be provided at the end of the corresponding cylinder be.
Schließlich zeigt die Prinzipdarstellung nach der Fig. 6 die Bremsanlage in vereinfachter Darstellung. Dabei f/nden die bereits verwendeten Bezugszahlen Anwendung. Obwohl die Nachspeisung nur für den Bremskreis I gezeigt ist, liegt es auf der Hand, daß es auch möglich ist, den Bremskreis II nachzuspeisen, wenn er an sich geschlossen ausgebildet ist.Finally, the basic illustration according to FIG. 6 shows the brake system in a simplified illustration. Find it the reference numbers already used apply. Although the Refill is only shown for brake circuit I, it is obvious that it is also possible to use brake circuit II to be replenished if it is designed to be closed in itself.
Die Einspeisung kann nicht /über den Bremsdruck eines Kreises sondern auch direkt vom Speicherdruck erfolgen.The feed cannot take place / via the brake pressure of a circuit but also directly from the accumulator pressure.
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