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Bremsblockierschutzeinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Bremsblockierschutzeinrichtung für die
Radbremsen eines Kraftfahrzeugs einer Einkreis- oder Mehrkreisbremsanlage, mit einer
Regelung des Bremsdrucks in den Radbremszylindern, bei der ein normalerweise durchgeschaltetes
2/2-Wege-Ventil in die zu den Radbremszylindern führende gemeinsame Bremsleitung
eines Bremskreises eingesetzt ist, die sich in zumindest zwei Bremskanäle für zugeordnete
Radbremszylinder aufzweigt, wobei in den Bremskanälen zusätzlich im Normalbremsfall
durchgeschaltete 2/2-Wege-Ventile für individuell regelbare Radbremszylinder und
pro Bremskreis ein einziges im Regelfall durchgeschaltetes 2/2-Wege-Ventil im Rücklauf
zwecks Druckabbau einer zu regelnden Radbremse vorgesehen sind.
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Eine Bremsblockierschutzeinrichtung mit gemeinsamer Regelung des Bremsdruckes
in den Bremszylindern einer Fahrzeugachse unter Verwendung einer Doppelkanalsteuerung
ist aus DE-OS 26 25 502 bekannt. Bei der bekannten Anordnung sind in die beiden
Bremskanäle des Bremskreises jeweils ein 2/2-Wege-Ventil eingesetzt. Damit kann
im Betrieb jeder der beiden Bremszylinder individuell gesteuert werden, wobei allerdings
Funktionseinbußen hinzunehmen sind, da im Regelfall in der Druckabsenkphase des
einen Bremszylinders ein Druckaufbau des anderen Bremszylinders und damit eine erhöhte
Bremsleistung des zugehörigen Fahrzeugrads nicht möglich ist, wie dies bei der (klassischen)
Einzelradregelung der Fall ist.
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Aufbauend auf vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung,
eine Bremsblockierschutzeinrichtung für die Radbremsen eines Kraftfahrzeugs einer
Ein- oder Mehrkreisbremsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die gegenüber
der aus der DE-OS 26 25 502 bekannten Anordnung ohne spürbaren Bremsleistungsverlust
im Betrieb baulich vereinfacht ist.
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Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch, daß
mindestens einer der Bremskanäle eines Bremskreises direkt, d. h. ohne zusätzliches
im Normalbremsfall durchgeschaltetes 2/2-Wege-Ventil, mit einem Radbremszylinder
verbunden ist, der einem am höchsten an der Gesamtbremswirkung beteiligten Fahrzeug
rad zugeordnet ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, daß bei einer Mehrkreisbremsanlage
der direkt mit dem Radbremszylinder verbundene Bremskanal nur bei einem einzigen
Bremskreis vorgesehen ist. Bei einer derartigen Bremsblockierschutzeinrichtung
kann
die Anzahl der notwendigen Steuerventile für den Druckaufbau und den Druckabbau
in den Radbremsen reduziert werden, da zumindest bei einem Radbremszylinder kein
2/2-Wege-Ventil im zugeordneten Bremskanal angeordnet ist. Dadurch ergibt sich aufgabengemäß
eine bauliche Vereinfachung einer Bremsanlage und damit ein kostengünstiges System.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor,
daß der direkt mit dem Radbremszylinder verbundene Bremskanal der Vorderachse eines
Fahrzeugs und/oder der Vorderachse einer Doppelachue eines Fahrzeugs zugeordnet
ist.
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Geht man davon aus, daß ein Reibwertgefälle von der Fahrbahnmitte
zum rechten Fahrbahnrand vorhanden ist, ist zweckmäßigerweise der direkt mit dem
Radbremszylinder verbundene Bremskanal zumindest einem der in Fahrtrichtung linken
Fahrzeugräder zugeordnet. Ein ohne 2/2-Wege-Ventil ausgestattetes linkes Hinterrad
wird dann gemeinsam mit dem anderen Hinterrad geregelt. Ein ohne zusätzliches Ventil
vorgesehenes linkes Vorderrad kann sowohl mit dem anderen Vorderrad als auch mit
dem Hinterrad der diagonalen Achse geregelt werden.
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Der direkt mit dem Radbremszylinder verbundene Bremskanal enthält
vorteilhaft ein Druckverstärkungsventil, das in den Bremskanälen der Vorderachse
gelegen ist.
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Es kann aber auch zweckmäßig der direkt mit dem Radbremszylinder verbundene
Bremskanal der Vorderachse eines Fahrzeugs zugeordnet sein, wobei in einem zur Hinterachse
geführten Bremskanal des gleichen Bremskreises ein Druckminderventil angeordnet
ist.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausesta.ltung dr Brfindung ist ein
Bremskreis mit zumindest vier Bremskanälen vorgesehen, die einer Doppelachse eines
Doppelachs-Nutzfahrzeugs zugeordnet sind, wobei zwei Bremskanäle direkt mit den
Radbremszylindern verbunden sind. Dadurch können weitere Ventile eingespart werden.
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Bei einer hydraulischen Bremsanlage kann die Blockierschutzeinrichtung
so ausgestaltet sein, daß zweckmäßigerweise die Wege-Ventile elektromagnetisch betätigbar
sind.
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Bei einer Druckluft-Bremsanlage kann vorteilhaft jedem 2/2-Wege-Ventil
ein 3/2-Wege-Vorsteuerventil als Pilotventil vorgeschaltet sein.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Funktionseinbußen einer
Bremsblockierschutzeinrichtung durch Einsparung von 2/2-Wege-Ventilen dann hingenommen
werden können, wenn der direkt mit dem Radbremszylinder verbundene Bremskanal einem
am höchsten an der Gesamtbremswirkung beteiligten Fahrzeugrad zugeordnet ist. Der
Gesetzgeber schreibt vor, daß ein Personenkraftwagen derart ausgelegt sein muß,
daß ein Blockierzustand bei einer Bremsung zuerst an der Vorderachse erreicht wird.
Diese Forderung kann durch eine entsprechende Gewichtsverteilung auf Vorder- und
Hinterachse und/oder durch Bremsdruckminderer an der Hinterachse bzw. Bremsdruckverstärker
an der Vorderachse erfüllt werden. Nimmt man dieses Verhalten des Kraftfahrzeugs
bei Bremsungen an, ist es beispielsweise bei einer Zweikreis-Bremsanlage mit Diagonalaufteilung
erfindungsgemäß günstiger, das direkt geregelte Rad an der Vorderachse anzuordnen
und dem Radbremszylinder an der hinterachse ein zusätzliches 2/2-Wege-Ventil vorzuschalten.
Dies gilt ebenso für Fahrzeugbremsanlagen,
bei denen jeweils ein
Vorderrad und ein Hinterrad der gleichen Fahrzeugseite zu einem Bremskreis zusammengefaßt
sind, obwohl diese Kreisaufteilung in der Praxis aus Sicherheitsgründen keine Verwendung
findet und an dieser Stelle nur der Vollständigkeit halber erwähnt ist.
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Erreicht bei einem gebremsten Kraftfahrzeug mit diagonaler Bremskreisaufteilung
das Vorderrad kritische Schlupfwerte, gibt eine Uberwachungselektronik ein Signal
zum Schließen des gemeinsamen Einlaßventils des Bremskreises zwischen Hauptzylinder
und den Radzylindern ab. Sollte zur Vermeidung eines Radblockierens eine Bremsdruckabsenkung
am Vorderrad notwendig sein, wird das dem Hinterrad zugeordnete normalerweise geöffnete
2/2-Wege-Ventil geschlossen, während das normalerweise geschlossene Rücklaufventil
eine Verbindung zwischen dem Rücklauf und dem Radbremszylinder des Vorderrades herstellt.
In diesem Betriebszustand wird der Bremsdruck an der Hinterachse konstant gehalten.
Sollte beispielsweise durch eine inhomogene Fahrbahnbeschaffenheit auch am Hinterrad
eine Bremsdruckabsenkung notwendig sein, so geschieht dies durch Rückschalten des
entsprechenden 2/2-Wege-Ventils am Hinterrad in die Offenstellung.
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Bei Kraftfahrzeugen, bei denen jeweils die Räder einer Achse zu einem
Bremskreis zusammengefaßt sind ("Schwarz/ Weiß-Aufteilung"), kann wahlweise der
rechte oder der linke Radzylinder direkt mit dem Hauptzylinder verbunden sein.
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Geht man davon aus, daß die Räder an der linken Fahrzeugseite normalerweise
infolge Schmutz-, Schotter-, Eis- und Wasserablagerungen am rechten, zumeist niedrigeren
Fahrbahnrand einen höheren Anteil an der Gesamtbremswirkung
haben,
so ist es erfindungsgemäß gUnstiger, die bezogen auf die Fahrtrichtung linken Fahrzeugräder
ohne zusätzliches 2/2-Wege-Ventil mit dem Hauptzylinder zu verbinden.
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Beim Abbremsen des Fahrzeugs werden unter der Voraussetzung eines
Reibwertgefälles von Fahrbahnmitte zu den Fahrbahnrändern zunächst die rechten Fahrzeugräder
kritische Schlupfwerte erreichen. Die zusätzlichen Magnetventile vor den rechts
am Fahrzeug angeordneten Radbremszylindern werden geschlossen, während an den linken
Fahrzeugrädern, die unter normalen Bedingungen einen höheren Anteil an der Gesamtbremswirkung
haben, eine weitere Bremsdruckerhöhung vorgenommen werden kann. Ist an einem rechten
Fahrzeugrad eine Bremsdruckabsenkung notwendig, wird zwangsläufig auch der Bremsdruck
im direkt mit dem Hauptzylinder verbundenen Radzylinder abgesenkt. Die Dauer dieser
Absenkphase ist jedoch im Vergleich zur Gesamtbremsdauer gering, so daß auch der
Bremsleistungsverlust relativ klein ist.
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Außerdem muß bei der Abschätzung des Bremsleistungsverlustes berücksichtigt
werden, daß in den meisten Fällen eine Druckabsenkung von größenordnungsmäßig 20
bar bereits ausreicht, um eine Blockiergefahr abzuwenden. Ausgehend von einem Bremsdruck
von etwa 120 bis 130 bar bedeutet dies, daß beim Druckabsenken in beiden Radzylindern
noch ein Bremsdruck von 100 bis 110 bar erhalten bleibt. Der sich dennoch einstellende
Bremsleistungsverlust ist gering und kann gegenüber der erzielbaren Kosteneinsparung
beim Ventilaufwand in Kauf genommen werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; es zeigt: Fig. 1 ein erstes erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel, wobei einem Hinterrad ein zusätzliches
2/2-Wege-Ventil
zugeordnet ist, Fig. 2 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit einem zusätzlichen
Druckverstärkungsventil im Bremskanal eines Vorderrads, Fig. 3 das Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 mit einem zusätzlichen Druckminderventil im Bremskanal zum Hinterrad,
Fig. 4 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit vier Bremskanälen
einer Bremsleitung, bei dem ein Bremskanal direkt mit dem zugehörigen Radbremszylinder
verbunden ist, und Fig. 5 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer
Mehrkanal-Bremsanlage, bei der zwei Bremskanäle direkt mit den zugehörigen Radbremszylindern
verbunden sind.
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Gemäß Fig. 1 ist an den Ausgang eines nicht dargestellten Hauptbremszylinders
eine zu den einzelnen Radbremszylindern führende gemeinsame Bremsleitung 7 eines
Bremskreises 1 angeschlossen, in die ein elektromagnetisch betätigbares 2/2-Wege-Ventil
2 eingesetzt ist. Das 2/2-Wege-Ventil 2 ist bei Normalbetrieb der Bremse durchgeschaltet
und wird unter Stromeinfluß im Regelfall elektromagnetisch geschlossen. Die gemeinsame
Bremsleitung 7 ist nach dem 2/2-Wege-Ventil 2 in zwei Bremskanäle 8, 9 aufgezweigt.
Der Bremskanal
8 führt zu einem Radbremszylinder 5 eines Hinterrads
und enthält ein zusätzliches elektromagnetisch betätigbares normalerweise durchgeschaltetes
2/2-Wege-Ventil 3.
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Der Bremskanal 9 ist direkt, d. h. ohne zusätzliches 2/2-Wege-Ventil,
an den Radbremszylinder 6 des diagonalen Vorderrads angeschlossen.
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Die gemeinsame Bremsleitung 7 weist nach dem 2/2-Wege-Ventil 2 eine
weitere Aufzweigung zu einem drucklosen Behälter 11 für einen Rücklauf 10 auf, in
dem ein weiteres 2/2-Wege-Ventil 4 (Rücklaufventil) angeordnet ist, das im Nicht-Regelfall
stromlos und geschlossen ist.
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Die beiden 2/2-Wege-Ventile 2, 4 können auch durch ein einziges 3/2-Wege-Ventil
ersetzt sein, etwa wie nach DE-OS 26 25 502.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise der in Fig. 1 veranschaulichten
Bremsblockierschutzeinrichtung beschrieben.
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Solange kein kritischer Radzustand vorliegt, arbeitet die Anordnung
wie eine normale Bremsanlage ohne Bremsschlupfregelung.
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Geht man davon aus, daß ein gebremstes Kraftfahrzeug mit diagonaler
Bremskreisaufteilung zunächst am Vorderrad 6 kritische Schlupfwerte erreicht, gibt
eine Uberwachungselektronik ein Signal zum Schließen des gemeinsamen Einlaßventils
2 zwischen Hauptzylinder und den Radbremszylindern 5, 6 ab. Dadurch wird der Druck
in den beiden Bremszylindern konstant gehalten. Sollte zur Vermeidung eines Radblockierens
eine Bremsdruckabsenkung am Vorderrad notwendig sein, so wird das dem Radbremszylinder
5 des Hinterrads zugeordnete 2/2-Wege-Ventil 3 geschlossen, während das normalerweise
geschlossene Rücklaufventil 4 eine Verbindung zwischen dem
Rücklauf
10 und dem Radbremszylinder 6 des Vorderrads herstellt. In diesem Betriebszustand
wird der Bremsdruck am Hinterrad konstant gehalten. Sollte beispielsweise durch
eine inhomogene Fahrbahnbeschaffenheit auch am Hinterrad eine Bremsdruckabsenkung
notwendig sein, so geschieht dies durch Rückschalten des entsprechenden zusätzlichen
2/2-Wege-Ventils 3 am Hinterrad in die Offenstellung.
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Geht man davon aus, daß kritische Schlupfwerte zuerst am Hinterrad
des Radbremszylinders 5 zu verzeichnen sind, schaltet die Regelelektronik zunächst
das zusätzliche Wegeventil 3 in die gesperrte Stellung, wodurch der Druck am Hinterrad
konstant gehalten wird und gleichzeitig ein weiterer Druckanstieg beim Radbremszylinder
6 des Vorderrads erfolgt, der maßgeblichen Anteil an der Gesamtbremsleistung hat.
Sollte zur Vermeidung eines Radblockierens der in Frage stehenden Räder eine Bremsdruckabsenkung
erforderlich sein, wird das Rücklaufventil 4 geöffnet und gegebenenfalls das Ventil
3 rückgeschaltet.
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Die vorgenannte Anordnung eines Bremsleitungssystems mit zwischengeordneten
2/2-Wege-Ventilen 2, 3 und 4 ist auch dann geeignet, wenn der Radbremszylinder 6
dem linken Vorderrad und der Radbremszylinder 5 dem rechten Vorderrad der gleichen
Achse zugeordnet ist. Entsprechend ist die Anordnung auch zweckmäßig, wenn der Radbremszylinder
6 dem linken Hinterrad und der Radbremszylinder 5 dem rechten Hinterrad der gleichen
Achse zugeordnet ist. Man geht von der Erkenntnis aus, daß die Räder an der linken
Fahrzeugseite normalerweise infolge Schmutzablagerungen, etc.
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am rechten Fahrbahnrand einen höheren Anteil an der Gesamtbremswirkung
haben. Infolgedessen ist es günstiger, die bezogen auf die Fahrtrichtung linken
Fahrzeugräder
ohne zusätzliches 2/2-Wege-Ventil mit dem Hauptzylinder
zu verbinden, welche (in einem jeweiligen Bremskreis) den relativ höchsten Anteil
an der Gesamtbremsleistung beisteuern. In den rechten Radbremszylindern 5 wird Druck
solange aufgebaut, bis die Regelelektronik eine Blockierneigung des entsprechenden
rechten Rads feststellt.
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Ist dies der Fall, schaltet das Wege-Ventil 3 in die gesperrte Stellung
(Druckkonstanthaltung des rechten Rads).
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Hierbei kann ein weiterer Druckaufbau in den linken Radbremszylindern
5 stattfinden. Ein Druckabbau sämtlicher Räder erfolgt, wenn eines der Räder des
Bremskreises 1 dies verlangt. Zumeist wird die Regelung des Druckabbaus durch das
linke Fahrzeugrad geführt.
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Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen
demjenigen nach Fig. 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Zusätzlich ist bei diesem Beispiel ein Druckverstärkungsventil 13a im Bremskanal
9 zum Radbremszylinder 6 angeordnet, dem kein zusätzliches 2/2-Wege-Ventil vorgeschaltet
ist.
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Das in Fig. 3 veranschaulichte Ausführungsbeispiel besitzt ein Druckminderventil
13b im Bremskanal 8 zum Radbremszylinder 5 mit dem vorgeschalteten zusätzlichen
2/2-Wege-Ventil 3. Das Druckminderventil 13b ersetzt in der Funktion das Druckverstärkungsventil
13a der Fig. 2.
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Beide vorgenannten Ausführungsformen sorgen dafür, daß in den Bremskanälen
8 und 9 eines Bremskreises 1 ein wirksames Bremsdruckgefälie in einer Weise entsteht,
daß der Bremskanal 9 mit dem höheren Druck dem Radbremszylinder 6 zugeordnet ist,
der größeren Anteil an der Gesamtbremsleistung
hat und dem kein
zusätzliches 2/2-Wege-Ventil vorgeschaltet ist, so daß eventuelle Bremsleistungsverluste
bei einer gemeinsamen Regelung eines Mehrkanal-Bremskreises hingenommen werden können.
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Bei dem in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die gemeinsame
Bremsleitung 7 nach dem 2/2-Wege-Ventil 2 in vier Bremskanäle 8, 9 aufgezweigt,
die zu den einzelnen Radbremszylindern 5 und 6 führen. Von den vier Bremskanälen
des Bremskreises 1 sind drei Bremskanäle 8 mit zusätzlichen im Normalfall durchgeschalteten
2/2-Wege-Ventilen 3 versehen, während der restliche Bremskanal 9 direkt zum zugeordneten
Radbremszylinder 6 führt und kein zusätzliches 2/2-Wege-Ventil enthält (im Gegensatz
zum Gegenstand nach DE-OS 26 25 502 mit zusätzlichem Ventil 3 in strichlierter Linie).
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Der direkt mit dem Radbremszylinder 6 verbundene Bremskanal 9 ist
der Vorderachse eines Fahrzeugs zugeordnet, die am höchsten an der Gesamtbremswirkung
beteiligt ist. Insbesondere entspricht der Radbremszylinder 6 dem linken Vorderrad.
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Im Normalbremsfall sind das 2/2-Wege-Ventil 2 in der gemeinsamen Bremsleitung
7 sowie die zusätzlichen 2/2-Wege-Ventile 3 in den Bremskanälen 8 der Radbremszylinder
5 geöffnet, während das 2/2-Wege-Ventil 4 im Rücklauf 10 geschlossen ist.
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Der in den Hauptzylinder eingesteuerte Bremsdruck wird zu sämtlichen
Radbremszylindern 5, 6 übertragen.
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Das zu einem Blockieren neigende Einzelrad des Radbremszylinders 6
wird geregelt, indem sämtliche 2/2-Wege-Ventile 2, 3 und 4 geschaltet werden, wodurch
Druck im Radbremszylinder
6 abgebaut wird. Soll zusätzlich Druck
in den restlichen Radbremszylindern 5abgebaut werden, werden die entsprechenden
zusätzlichen 2/2-Wege-Ventile 3 rückgeschaltet.
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Tritt eine Blockierneigung zuerst an einem dem Radbremszylinder 5
zugeordneten Fahrzeugrad ein, schaltet das zugehörige Ventil 3 in die gesperrte
Stellung, wodurch kein Druckaufbau mehr stattfinden kann. In diesem Betriebszustand
ist weiterer Druckaufbau bei den restlichen Radbremszylindern 5 und insbesondere
beim Radbremszylinder 6 möglich, dessen Fahrzeugrad zur Gesamtbremsleistung am meisten
beiträgt.
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Zu dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist anzumerken,
daß die Ersparnis im Hinblick auf die Magnetventile umso geringer wird, je größer
die Anzahl der an eine Bremsleitung angeschlossenen Radbremsen ist. Während in Fig.
3 in einer Anlage mit zwei Fahrzeugrädern ein Magnetventil eingespart wird, so ist
es auch bei der Ausführung nach Fig. 4 der Fall, in der vier Fahrzeugräder vorgesehen
sind.
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In Fig. 5 ist eine Bremsanlage für ein Doppelachsaggregat eines Nutzfahrzeugs
dargestellt, bei dem die den Radbremszylindern 6 zugeordnete erste (Vorder-)Achse
Bremskanäle 9 ohne zusätzliche Wege-Ventile aufweist, während die den Radbremszylindern
5 zugeordnete zweite (Hinter-)Achse mittels zugeordneter zusätzlicher Wege-Ventile
3 geregelt werden kann.
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In alternativer Ausführung ist es denkbar, die direkt zu den Radbremszylindern
6 geführten Bremskanäle 9 dem ersten
und zweiten Rad auf der bezogen
in Fahrtrichtung linken Seite des Fahrzeugs zuzuordnen, während die die Wege-Ventile
3 enthaltenden beiden anderen Bremskanäle 8 zu den Radbremszylindern 5 des ersten
und zweiten Rades auf der rechten Seite geführt sind. Ersichtlich ist die Ventilersparnis
gegenüber der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform größer.