DE3215954C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem dynamischen Kreis und mindestens einem statischen Kreis, bei der der statische Kreis an einem Hauptbremszylinder und der dynamische Kreis am Druckraum eines dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten hydraulischen Kraftverstärkers angeschlossen ist, bei der der Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers mit einem von der Stellung eines pedalbetätigbaren Bremsventils abhängigen Hilfsdruck beaufschlagbar ist und bei der der dynamische Kreis unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung mit dem statischen Kreis verbunden ist, wobei die Ventileinrichtung derart schaltbar ist, daß im statischen Kreis bereits ein Bremsdruck aufgebaut wird, wenn der Druck im Druckraum des Kraftverstärkers geringer als der Ansprechdruck des hydraulischen Kraftverstärkers ist.The invention relates to a hydraulic vehicle brake system with a dynamic circle and at least one static circle, where the static circle on a Master brake cylinder and the dynamic circuit on the pressure chamber a hydraulic upstream of the master brake cylinder Power amplifier is connected, in which the pressure chamber of the hydraulic booster with one of the Depending on the position of a pedal-operated brake valve Auxiliary pressure can be applied and the dynamic Circuit with the interposition of a valve device is connected to the static circuit, the valve device is so switchable that in a static circle a brake pressure is already built up when the pressure in the Pressure chamber of the booster is less than the response pressure of the hydraulic Power amplifier is.
Eine derartige hydraulische Bremsanlage ist Gegenstand der auf eine ältere Anmeldung zurückgehenden DE 30 16 683 A1. Die dort vorgeschlagene Bremsanlage verfügt über einen Tandemhauptzylinder, dem ein hydraulischer Kraftverstärker vorgeschaltet ist. Jeweils eine Arbeitskammer des Tandemhauptzylinders steht über eine Bremsleitung unter Zwischenschaltung eines sogenannten Wechselventils mit Radbremszylindern in Verbindung. Radbremszylinder heutiger Fahrzeugbremsen haben in der Regel die Eigenschaft, daß sie ein oder mehr weniger großes Maß an Bremsflüssigkeit aufnehmen, bevor der Belag an der Bremsscheibe zur Anlage kommt. Entsprechendes gilt für mit Trommelbremsen ausgerüstete Fahrzeuge. Such a hydraulic brake system is the subject of an older application going back DE 30 16 683 A1. The braking system proposed there has one Tandem master cylinder, which is a hydraulic booster is connected upstream. One working chamber each Tandem master cylinder is under a brake line Interposition of a so-called shuttle valve with Wheel brake cylinders in connection. Wheel brake cylinder today's vehicle brakes usually have the property that they have one or more less levels of brake fluid Pick up before the lining on the brake disc to the system is coming. The same applies to those equipped with drum brakes Vehicles.
Herkömmliche Bremsanlagen, bei denen über einen dem Hauptzylinder vorgeschalteten hydraulischen Kraftverstärker eine Erhöhung des Bremsdrucks stattfindet, weisen daher infolge des Schluckvolumens der Radbremszylinder den Nachteil auf, daß die Hauptzylinderkolben einen gewissen Weg ausführen müssen, bevor überhaupt eine Bremswirkung einsetzt. Ferner ist in diesem Zusammenhang der Losbrecheffekt der Hochdruckdichtungen am Verstärkerkolben zu nennen, der sich derart äußert, daß sich der Verstärkerkolben erst bei einem relativ hohen Druck im Druckraum in Bewegung setzt, wobei sich die Reibkräfte des Dichtungsmaterials vom Übergang von der Haftreibung in die Gleitreibung schlagartig vermindern, so daß ein mehr oder weniger abrupter Bremsdruckanstieg in den Arbeitskammern des Hauptzylinders einsetzt, was dadurch begünstigt wird, daß in Folge des Schluckvolumens zunächst ein entsprechender Gegendruck in den Bremskreisen fehlt.Conventional brake systems in which the one Master cylinder upstream hydraulic booster there is an increase in the brake pressure therefore due to the swallowing volume of the wheel brake cylinder the disadvantage that the master cylinder piston a certain Must run away before braking at all starts. Furthermore, in this context the breakaway effect of the high pressure seals on the booster piston to be mentioned, which expresses itself in such a way that the Booster piston only at a relatively high pressure in the Pressure chamber sets in motion, the frictional forces of the sealing material from the transition from static friction abruptly reduce in the sliding friction, so that a more or less abrupt increase in brake pressure in the Working chambers of the master cylinder employs what is favored that initially due to the swallowing volume there is no corresponding back pressure in the brake circuits.
Zur Vermeidung dieses Funktionsnachteils sind in der DE 30 16 683 A1 die hydraulisch betätigbaren Wechselventile vorgesehen, die in der Bremslösestellung, d. h., im drucklosen Zustand der Arbeitskammern des Hauptzylinders die Bremsleitungen zwischen den Arbeitskammern und den Radbremszylindern absperren. Ferner sind die Wechselventile am Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers angeschlossen. Wenn ein pedalbetätigbares Bremsventil des hydraulischen Kraftverstärkers angesteuert wird, so wird bekanntlich zunächst eine Verbindung zwischen dem Druckraum und einem drucklosen Behälter verschlossen, während nach einem darüber hinausgehenden Steuerweg die Druckzufuhr zum Druckraum zunächst teilweise geöffnet wird. Dadurch baut sich im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers zunächst ein relativ kleiner Druck auf, der zwar noch nicht dazu ausreicht, den Verstärkerkolben in Bewegung zu setzen, aber bereits über die am Druckraum angeschlossenen Wechselventile zu den Radbremszylindern gelangt. Dadurch wird bereits unter geringem Druck stehendes Medium zu den Radbremszylindern geleitet, was dazu führt, daß die Radbremszylinder durch Aufnahme eines gewissen Schluckvolumens die systembedingten Totwege überwinden. Durch geeignete Dimensionierung der Bremsanlage läßt sich erreichen, daß die Totwege dann überwunden sind, wenn der Druck im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers gerade so groß ist, daß sich der Verstärkerkolben in Bewegung setzt. Dadurch erfolgt auch in den Arbeitskammern des Tandemhauptzylinders ein Druckaufbau.To avoid this functional disadvantage are in the DE 30 16 683 A1 the hydraulic actuatable shuttle valves are provided, which in the brake release position, d. that is, in the depressurized state of the working chambers of the master cylinder between the brake lines shut off the working chambers and the wheel brake cylinders. Furthermore, the shuttle valves on the hydraulic pressure chamber Power amplifier connected. When a Pedal operated brake valve of the hydraulic booster is controlled, so it is known first a connection between the pressure chamber and an unpressurized one Container locked while going beyond one Control path the pressure supply to the pressure chamber is initially partially opened. This builds up in Pressure chamber of the hydraulic booster first a relatively small pressure on that, although not yet is sufficient to keep the booster piston in motion set, but already over the connected to the pressure chamber Shuttle valves reach the wheel brake cylinders. Thereby is already under low Pressurized medium directed to the wheel brake cylinders, which results in the wheel brake cylinder being picked up a certain swallowing volume the system-related dead paths overcome. By appropriate dimensioning of the Brake system can be achieved that the dead paths are then overcome are when the pressure in the hydraulic pressure chamber Power amplifier is just so big that the booster piston sets in motion. This also takes place in the Working chambers of the tandem master cylinder build up pressure.
Die hydraulisch betätigbaren Wechselventile sind ferner so aufgebaut, daß sie umschalten, wenn der Druck in den Arbeitskammern des Hauptzylinders den Druck im dynamischen Kreis übersteigt. Bei diesem Umschaltdruck wird eine freie Verbindung zwischen den Radbremszylindern und den Arbeitskammern des Tandemhauptzylinders hergestellt, während die Verbindung zwischen dem Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers und den Radbremszylindern unterbrochen wird.The hydraulically operated shuttle valves are also constructed so that they switch when the pressure in the Working chambers of the master cylinder the pressure in the dynamic Circle exceeds. At this changeover pressure there is a free one Connection between the wheel brake cylinders and the working chambers of the tandem master cylinder, while the Connection between the pressure chamber of the hydraulic booster and the wheel brake cylinders is interrupted.
In bestimmten Anwendungsfällen ist es erwünscht, daß bereits eine geringe Bremswirkung an den Radbremsen einsetzt, auch wenn die Arbeitskammern des Hauptbremszylinders noch drucklos sind. Eine derartige Funktionsweise ist insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit einem automatischen Getriebe vorteilhaft, da man ein derartiges Fahrzeug bereits mit einer geringen Betätigungskraft am Bremspedal bei eingelegter Fahrstufe an Ampeln in der Ruhestellung halten kann. Dieser funktionelle Vorteil ist bei der DE 30 16 683 A1 nicht vorgesehen. In certain applications, it is desirable that already there is little braking effect on the wheel brakes, even if the working chambers of the master brake cylinder are still depressurized. Such an operation is especially in motor vehicles with an automatic Transmission advantageous because you have such a vehicle even with a small actuation force on the brake pedal with the gear set at traffic lights in the rest position can hold. This functional advantage is in the DE 30 16 683 A1 is not provided.
Aus der DE 24 52 952 A1 ist ebenfalls eine hydraulische Bremsanlage bekannt, die aus einem Verstärker und einem nachgeschalteten Hauptzylinder besteht. Parallel hierzu ist ein Kolben vorgesehen, der mit seiner einen Stirnseite einen Raum begrenzt, der mit dem Verstärkerraum verbunden ist, und mit seiner anderen Stirnseite an einen Raum anschließt, der in Verbindung steht mit den Hauptzylinderräumen. Der Kolben ist als Stufenkolben ausgelegt, um eine Verstärkungswirkung hervorzurufen. Es wird aber nur dann Druckmittel in die Hauptzylinderräume gedrängt, wenn dort schon ein Druck aufgebaut ist.From DE 24 52 952 A1 is also a hydraulic Known braking system, consisting of an amplifier and a downstream Master cylinder exists. Parallel to this is a Piston provided, the one end with a space limited, which is connected to the amplifier room, and with its other end connects to a room that is in Connection is with the master cylinder rooms. The piston is designed as a stepped piston to produce a reinforcing effect. However, there is only pressure fluid in the master cylinder chambers urged if there is already a pressure there.
Aus der GB 20 12 382 ist ebenfalls ein Stufenkolben bekannt, der mit seiner einen Stirnseite einen Raum begrenzt, der an den Verstärkerraum anschließt. Der Raum, der von der anderen Stirnseite des Stufenkolbens begrenzt wird, mündet aber nicht unmittelbar in die Hauptzylinderräume sondern in einen Übersetzerraum zwischen dem Verstärkerkolben und einem Zwischenkolben, der an einem Hauptzylinderkolben abgestützt ist.A step piston is also known from GB 20 12 382, which delimits a room with its one end face, the connects the amplifier room. The room that from the other Front of the stepped piston is limited, but does not open directly into the master cylinder rooms but into a translator room between the booster piston and an intermediate piston, which is supported on a master cylinder piston.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Bremsanlage der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß durch den in den Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers eingesteuerten Druck auch bei noch feststehendem Verstärkerkolben und Hauptzylinderkolben eine geringe Abbremsung an den Fahrzeugbremsen wirksam wird, wodurch sich sanfte Verzögerungen aus geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten verwirklichen lassen und Automatikfahrzeuge bei geringer Pedalbetätigungskraft auch bei eingelegter Fahrstufe im Stillstand halten lassen.It is therefore the object of the present invention to provide a hydraulic Brake system of the type mentioned above train that through the in the pressure chamber of the hydraulic Pressure controlled by the booster even when the pressure is still fixed Booster piston and master cylinder piston a small Braking on the vehicle brakes takes effect, causing gentle delays from low vehicle speeds can be realized and automatic vehicles with low pedal actuation force even when the gear is at a standstill let hold.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ventileinrichtung einen in den statischen Kreis fördernden Kolben enthält, der gegen den Druck im statischen Kreis und eine Rückstellkraft mit dem Druck des dynamischen Kreises beaufschlagt ist, und daß die Ansprechkraft des Verstärkerkolbens größer ist als die Ansprechkraft des Kolbens.According to the invention this object is achieved in that the Valve device a promoting in the static circuit Piston contains that against the pressure in the static Circle and a restoring force with the pressure of dynamic Circle is applied, and that the response force of the booster piston is greater than the response force of the piston.
Bei dieser Ausgestaltung ist es insbesondere als vorteilhaft anzusehen, daß sich bereits allein durch einen in den Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers eingesteuerten Hilfsdruck, der unterhalb des Ansprechdrucks des Verstärkers liegt, eine gewisse Abbremsung an den Radbremsen erzielen läßt. Wie bereits bei der Funktionsbeschreibung der früher vorgeschlagenen hydraulischen Bremsanlage erörtert wurde, so wird auch beim Gegenstand der Erfindung zunächst das erforderliche Schluckvolumen in die Radbremszylinder geleitet, wodurch jegliche Toleranzen und Totwege überwunden werden. Bei weiterem Druckanstieg im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers setzt bereits eine geringe Bremswirkung an den Fahrzeugbremsen ein, die sich in verschiedenen Anwendungsfällen als vorteilhaft erwiesen hat. Durch geeignete Dimensionierung der Kolben-Zylinder-Einheit läßt sich diese Mindestbremswirkung in einfacher Weise an die gewünschte Mindestbremswirkung anpassen. With this configuration, it is particularly advantageous to see that already by one in the pressure room the auxiliary pressure controlled by the hydraulic power amplifier, the below the response pressure of the amplifier is, achieve a certain braking on the wheel brakes leaves. As with the functional description of the earlier proposed hydraulic braking system has been discussed, so the object of the invention is first the required Swallowing volume passed into the wheel brake cylinder, whereby all tolerances and dead paths are overcome. At further pressure increase in the pressure chamber of the hydraulic booster already applies a small braking effect to the Vehicle brakes that can be used in various applications has proven to be advantageous. By appropriate dimensioning this minimum braking effect can be applied to the piston-cylinder unit in a simple way to the desired minimum braking effect to adjust.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet darüber hinaus den Vorteil, daß die aus der älteren Anmeldung bekannten Wechselventile, die relativ kompliziert aufgebaut sind, eingespart werden. Ferner besteht durch den Kolben der Ventileinrichtung eine Trennung zwischen dem statischen und dem dynamischen Kreis, wodurch die Sicherheit gegen Ausfall der Bremsanlage erhöht ist.The configuration according to the invention also offers the advantage that those known from the earlier application Shuttle valves, which are relatively complicated, be saved. There is also by the piston Valve device a separation between the static and the dynamic circle, creating security against Brake system failure is increased.
Vorteilhafterweise ist der Zylinder der Ventileinrichtung über einen Behälteranschluß mit einem drucklosen Druckbehälter verbunden, der nach dem Erreichen des Ansprechdrucks der Ventileinrichtung abgeschlossen wird. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß der Zylinder der Ventileinrichtung in der unbetätigten Ruhelage auf jeden Fall drucklos ist. Der Zylinder der Ventileinrichtung ist ferner mit einer Ausgleichsbohrung des Hauptzylinders verbunden, so daß sich eine bei Betätigung der Ventileinrichtung getrennte Verbindung zwischen der Ausgleichsbohrung des Hauptzylinders und dem Ausgleichsbehälter ergibt. In diesem Fall übernimmt die Ventileinrichtung zusätzlich eine Ventilfunktion, durch die ein elektromagnetisch, mechanisch oder hydraulisch betätigbares Ventil eingespart wird.The cylinder of the valve device is advantageously via a tank connection with an unpressurized pressure tank connected after reaching the response pressure the valve device is completed. By this measure ensures that the cylinder of the Valve device in the unactuated rest position on everyone Case is depressurized. The cylinder of the valve device is also with a compensating hole in the master cylinder connected, so that when the valve device is actuated separate connection between the compensating hole of the master cylinder and the expansion tank. In this case, the valve device takes over additionally a valve function, through which an electromagnetic, mechanically or hydraulically operated Valve is saved.
Zu einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gelangt man ferner, wenn am dynamischen Kreis zusätzlich Radbremszylinder der Hinterachse und am statischen Kreis Radbremszylinder der Vorderachse angeschlossen sind. Man gelangt auf diese Weise zu einem hydraulischen Mehrkreisbremssystem, bei dem die Radbremszylinder der Hinterachse durch einen dynamischen Bremsdruck und die Radbremszylinder der Vorderachse durch einen statischen Bremsdruck beaufschlagt werden. Eine derartige Ausgestaltung kommt den Forderungen nach mehrkreisigen Bremssystemen entgegen, die heutzutage aus sicherheitstechnischen Aspekten ausschließlich Verwendung finden. Von einem derartigen Zweikreisbremssystem mit einem statischen Kreis und einem dynamischen Kreis gelangt man in einfacher Weise zu einem dreikreisigen Bremssystem mit einem dynamischen Kreis und zwei statischen Kreisen, wenn anstelle eines Einfachhauptzylinders ein Tandemhauptzylinder eingesetzt ist. Desgleichen läßt sich dieser Vorteil auch durch Einsatz eines Twin-Hauptzylinders erzielen. Dabei besitzt jede der beiden Arbeitskammern des Hauptbremszylinders eine Verbindung zur Ventileinrichtung. Alternativ ist es allerdings denkbar, jedem statischen Kreis eine separate Ventileinrichtung zuzuordnen, wodurch unter Umständen eine höhere Gesamtabbremsung bei Kreisausfall erzielbar ist.An advantageous further development of the invention is achieved one further, if at the dynamic circle additionally Wheel brake cylinder on the rear axle and on the static circle Wheel brake cylinders of the front axle are connected. Man this leads to a hydraulic multi-circuit brake system, where the wheel brake cylinders of the rear axle through a dynamic brake pressure and the wheel brake cylinders static brake pressure on the front axle will. Such a design comes Contradictions to multi-circuit braking systems that nowadays for safety reasons only Find use. Such a thing Dual circuit braking system with one static circle and one dynamic circle you can easily get to one three - circuit braking system with a dynamic circuit and two static circles if instead of a single master cylinder a tandem master cylinder is used. The same this advantage can also be achieved by using a Achieve twin master cylinders. Each has the two working chambers of the master brake cylinder one Connection to the valve device. Alternatively it is however conceivable, each static circle a separate Assign valve device, which may result higher overall braking in the event of a circuit failure can be achieved is.
Der Anmeldungsgegenstand läßt sich in einfacher und vorteilhafter Weise dadurch weiterbilden, daß in jeden Kreis ein stromlos geöffnetes, elektromagnetisch betätigbares Ventil eingeschaltet ist und daß stromab dieser Ventile stromlos geöffnete, elektromagnetisch betätigbare Ventile zur Druckmittelentnahme aus den Kreisen angeordnet sind. Durch eine derartige Zuordnung von elektromagnetisch betätigbaren Ventilen entsteht eine hydraulische Bremsanlage mit Bremsschlupfregelung, wenn die Ventile in Abhängigkeit des Drehzustandes am Rand von einer elektronischen Überwachungseinheit angesteuert werden. Zweckmäßigerweise ist die Ventileinrichtung zwischen der Arbeitskammer des Hauptbremszylinders und dem stromlos geöffneten Ventil am statischen Kreis angeschlossen. Auch die Druckzufuhr zur Ventileinrichtung erfolgt vorteilhafterweise direkt aus dem Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers, zumindest aber aus einem Abschnitt des dynamischen Kreises, der - vom Druckraum aus gesehen - vor dem stromlos geöffneten Ventil im dynamischen Kreis liegt. Zweckmäßigerweise ist der Verstärkerkolben ein mit dem Hauptzylinderkolben starr verbundener (gefesselter) Kolben und der Raum zwischen den Kolben über einen Behälteranschluß mit einem Ausgleichsbehälter verbunden. Die Zweckmäßigkeit dieser Weiterbildung wird deutlich, wenn man davon ausgeht, daß im hydraulischen Kraftverstärker eine zusätzliche Druckübersetzung vorgenommen wird, der Hauptzylinderkolben also geringeren Durchmesser als der Verstärkerkolben besitzt. Es entsteht bei einer derartigen Ausgestaltung eine Volumenveränderung zwischen dem Verstärkerkolben und dem Hauptzylinderkolben, die die Funktion der Bremsanlage infolge des Behälteranschlusses nicht behindern kann.The subject of the application can be simplified and advantageous Further educate yourself in every circle a normally open, electromagnetically operated Valve is on and that downstream of these valves Electromagnetically operated valves that are open when de-energized are arranged for the removal of pressure medium from the circles. By such an assignment of electromagnetic actuatable valves, a hydraulic brake system is created with brake slip control if the valves are dependent the state of rotation at the edge of an electronic Monitoring unit can be controlled. Conveniently is the valve device between the working chamber the master brake cylinder and the normally open Valve connected to the static circuit. Also the pressure supply to the valve device is advantageously carried out directly from the pressure chamber of the hydraulic Power amplifier, but at least from a section of the dynamic circle, which - seen from the pressure chamber - in front of the normally open valve in the dynamic circuit lies. Advantageously, the booster piston is a rigidly connected (bound) to the master cylinder piston Piston and the space between the pistons via a container connection connected to an expansion tank. The usefulness of this further training becomes clear if you assume that in the hydraulic booster made an additional pressure translation the main cylinder piston has a smaller diameter than the booster piston has. It arises with such a configuration a change in volume between the booster piston and the master cylinder piston, which the function of the brake system as a result of Can not hinder container connection.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Hauptzylinder über eine als Rückschlagventil wirkende Manschette zu dichten, wobei die Manschette zu einer mit dem statischen Kreis verbundenen Arbeitskammer des Hauptbremszylinders aufschaltbar ist. Bremsmedium, das beispielsweise durch eine Druckmittelentnahme (Druckmodulation) im statischen Kreis entnommen wurde, läßt sich bei diesem Aufbau in einfacher Weise über die Manschette in die Arbeitskammer des Hauptbremszylinders bzw. in den entsprechenden statischen Kreis nachführen. Vorteilhaft ist es ferner, die Bremsanlage derart auszugestalten, daß der Hauptzylinderkolben relativ zur Verstärkerkolben verschiebbar ist umd daß ein zwischen dem Hauptzylinderkolben und dem Verstärkerkolben gebildeter Raum über die Ventileinrichtung mit dem Behälter verbunden ist.It has proven advantageous to over the master cylinder to seal a sleeve acting as a check valve, taking the cuff into one with the static circle connected working chamber of the master brake cylinder is. Braking medium, for example, by a pressure medium extraction (pressure modulation) in the static Circle was removed, can be in this structure in simply into the working chamber via the cuff of the master brake cylinder or in the corresponding track static circle. It is also advantageous to design the brake system such that the master cylinder piston is displaceable relative to the booster piston and that one between the master cylinder piston and the booster piston formed space over the valve device is connected to the container.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is as follows explained in more detail with reference to the drawing.
Die in der Zeichnung dargestellte hydraulische Bremsanlage weist zur Bereitstellung eines Hilfsdruckes eine Druckmittelpumpe 1 und einen hydropneumatischen Druckspeicher 2 auf. Die Druckmittelpumpe 1 fördert Bremsmedium aus einem drucklosen Behälter 3 über ein Rückschlagventil 4 in den Druckspeicher 2. Der Druckspeicher 2 führt über einen Leitungsstrang und ein weiteres Rückschlagventil 5 dem hydraulischen Kraftverstärker 6 unter Druck stehendes Bremsmedium zu.The hydraulic brake system shown in the drawing has a pressure medium pump 1 and a hydropneumatic pressure accumulator 2 for providing an auxiliary pressure. The pressure medium pump 1 delivers brake medium from an unpressurized container 3 via a check valve 4 into the pressure accumulator 2 . The pressure accumulator 2 leads to the hydraulic booster 6 pressurized brake medium via a line string and a further check valve 5 .
Der hydraulische Kraftverstärker 6 verfügt über einen Verstärkerkolben 7, der an seiner Mantelfläche gedichtet in einer ersten Gehäusebohrung 8 verschiebbar geführt ist. Der Verstärkerkolben 7 weist an seiner Mantelfläche eine Umfangsnut 9 auf, durch die zusammen mit dem Gehäuse 10 ein Ringraum gebildet wird. Der durch die Druckmittelpumpe 1 und den Druckspeicher 2 bereitgestellte Druck gelangt über einen ersten Anschluß 11 in die Umfangsnut 9. Von der Umfangsnut 9 führt ein erster Radialkanal 12 zu einer koaxial zur Achse des Verstärkerkolbens 7 liegenden Innenbohrung 13, in der ein durch ein Bremspedal 14 betätigbarer Schieberkolben 15 geführt ist. Der Schieberkolben 15 weist seinerseits einen Axialkanal 16 sowie Radialkanäle 17, 18 auf. Die in der Darstellung rechte Stirnfläche des Verstärkerkolbens 7 bildet mit dem Gehäuse 10 einen Druckraum 19, der in der gezeichneten Bremslösestellung über den Radialkanal 18 und den Axialkanal 16 sowie einen weiteren Druckmittelkanal 20 und einen weiteren Gehäuseanschluß 21 mit dem drucklosen Behälter 3 verbunden ist. Der Schieberkolben 15 wird durch eine Druckfeder 22 in einer in der Darstellung rechten Endstellung gehalten. Der hydraulische Kraftverstärker 6 steht mit einem Hauptzylinder 23 in Verbindung. In einer Gehäusebohrung 24 des Hauptzylinders 23 ist ein Hauptzylinderkolben 25 gedichtet geführt und in Axialrichtung durch eine Kolbenstange 26 starr mit dem Verstärkerkolben 7 verbunden, so daß zwischen dem Verstärkerkolben 7 und dem Hauptzylinderkolben 24 ein Raum 27 entsteht, der infolge der Verbindung zum Behälter 3 ständig mit Atmosphärendruck beaufschlagt ist. Die in der Darstellung linke Stirnfläche des Hauptzylinderkolbens 24 begrenzt eine Arbeitskammer 28, mit der über einen Gehäuseanschluß 29 und einen statischen Kreis 30 Radbremszylinder 31, 32 der Vorderachse 33 verbunden sind. In der Arbeitskammer 28 des Hauptzylinders 23 ist eine Rückstellfeder 34 angeordnet, die sich einerseits am Hauptzylinderkolben 25 und andererseits am Boden 35 der Gehäusebohrung 24 abstützt. In den statischen Kreis 30 ist ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 36 eingeschaltet, das im stromlosen Zustand die Verbindung zwischen der Arbeitskammer 28 des Hauptbremszylinders 23 freigibt und durch eine nicht dargestellte Schlupfüberwachungselektronik gesteuert wird. Zwischen dem Ventil 36 und den Radbremszylindern 31, 32 ist ein weiteres Ventil 37 angeschlossen, das im stromlosen Zustand in der Sperrstellung gehalten ist und in der Betätigungsstellung eine Verbindung zwischen den Radbremszylindern 31, 32 und dem Behälter 3 freigibt. Auch das Ventil 37 ist durch die nicht dargestellte Schlupfüberwachungselektronik steuerbar.The hydraulic power booster 6 has an booster piston 7 , which is guided on its outer surface so as to be displaceable in a first housing bore 8 . The booster piston 7 has a circumferential groove 9 on its outer surface, through which an annular space is formed together with the housing 10 . The pressure provided by the pressure medium pump 1 and the pressure accumulator 2 reaches the circumferential groove 9 via a first connection 11 . From the peripheral groove 9, a first radial passage 12 leads to a coaxial to the axis of the booster piston 7 inner bore 13 in which an operable by a brake pedal 14 valve piston is guided 15th The slide piston 15 in turn has an axial channel 16 and radial channels 17, 18 . The right end face of the booster piston 7 in the illustration forms with the housing 10 a pressure chamber 19 which , in the illustrated brake release position, is connected to the unpressurized container 3 via the radial channel 18 and the axial channel 16 as well as a further pressure medium channel 20 and a further housing connection 21 . The slide piston 15 is held by a compression spring 22 in an end position shown on the right. The hydraulic booster 6 is connected to a master cylinder 23 . In a housing bore 24 of the master cylinder 23 , a master cylinder piston 25 is guided in a sealed manner and is rigidly connected in the axial direction by a piston rod 26 to the booster piston 7 , so that a space 27 is created between the booster piston 7 and the master cylinder piston 24 , which constantly occurs as a result of the connection to the container 3 is pressurized with atmospheric pressure. The left end face of the master cylinder piston 24 in the illustration delimits a working chamber 28 , to which wheel brake cylinders 31, 32 of the front axle 33 are connected via a housing connection 29 and a static circuit 30 . A return spring 34 is arranged in the working chamber 28 of the master cylinder 23 and is supported on the one hand on the master cylinder piston 25 and on the other hand on the bottom 35 of the housing bore 24 . In the static circuit 30 , an electromagnetically actuated valve 36 is switched on, which releases the connection between the working chamber 28 of the master brake cylinder 23 in the de-energized state and is controlled by slip monitoring electronics, not shown. A further valve 37 is connected between the valve 36 and the wheel brake cylinders 31, 32 , which is held in the locked position in the de-energized state and in the actuated position releases a connection between the wheel brake cylinders 31, 32 and the container 3 . The valve 37 can also be controlled by the slip monitoring electronics, not shown.
Am Druckraum 19 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 ist über einen Anschluß 38 ein dynamischer Kreis 39 angeschlossen, der über eine erste Druckmittelleitung eine Verbindung zu Radbremszylindern 41, 42 der Hinterachse 43 hat und ferner von einem Verzweigungspunkt 44 über eine zweite Druckmittelleitung 45 Verbindung mit einer Ventileinrichtung 46 hat. Es ist wiederum in die Druckmittelleitung 40 ein stromlos geöffnetes Ventil 47 eingeschaltet. Stromab dieses Ventils 47 ist ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 48 angeschlossen, das eine Verbindung zum Behälter 3 hat. Auch die Ventile 47, 48 sind durch eine Schlupfüberwachungselektronik steuerbar, auf die nicht näher eingegangen ist.A dynamic circuit 39 is connected to the pressure chamber 19 of the hydraulic booster 6 via a connection 38 , which has a connection to wheel brake cylinders 41, 42 of the rear axle 43 via a first pressure medium line and furthermore from a branching point 44 via a second pressure medium line 45 to a valve device 46 Has. In turn, a valve 47 which is open when de-energized is switched on in the pressure medium line 40 . Downstream of this valve 47 , an electromagnetically actuable valve 48 is connected, which has a connection to the container 3 . The valves 47, 48 can also be controlled by slip monitoring electronics, which have not been discussed in detail.
Im wesentlichen besteht die Ventileinrichtung 46 aus einem zylindrischen Gehäuse 49 mit einer Innenbohrung 50, in der ein Kolben 51 verschiebbar geführt ist. Die in der Darstellung rechte Stirnfläche des Kolbens 51 begrenzt einen Raum 52, dem über einen Anschluß 53 und die Druckmittelleitung 45 der Druck des dynamischen Kreises 39 zuführbar ist. Das andere Ende der Innenbohrung 50 zeigt einen weiteren Anschluß 54, der über eine Druckmittelleitung 55 eine Verbindung mit einer Nachlaufbohrung 56 am Haupzylinder 25 hat. Von der Innenbohrung 50 der Ventileinrichtung 46 zweigt ein radialer Anschluß 57 ab, der über die Druckmittelleitung 58 mit dem Behälter 3 verbunden ist. Der Anschluß 57 ist durch eine in der Darstellung nach links gerichtete Verschiebung des Kolbens 51 verschließbar. Die linke Stirnfläche des Kolbens 51 begrenzt eine Kammer 59, in der zur Rückstellung des Kolbens 51 eine Druckfeder 60 angeordnet ist.The valve device 46 essentially consists of a cylindrical housing 49 with an inner bore 50 , in which a piston 51 is displaceably guided. The right end face of the piston 51 in the illustration delimits a space 52 to which the pressure of the dynamic circuit 39 can be fed via a connection 53 and the pressure medium line 45 . The other end of the inner bore 50 shows a further connection 54 , which has a connection to a follow-up bore 56 on the master cylinder 25 via a pressure medium line 55 . A radial connection 57 branches off from the inner bore 50 of the valve device 46 and is connected to the container 3 via the pressure medium line 58 . The connection 57 can be closed by moving the piston 51 to the left in the illustration. The left end face of the piston 51 delimits a chamber 59 , in which a compression spring 60 is arranged to reset the piston 51 .
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung näher erläutert, wobei Ausgangspunkt der Betrachtung der in der Darstellung gezeigte Bremslösestellung ist, in der alle Teile die gezeigte Position einnehmen und keine Kraft auf das Bremspedal 14 ausgeübt wird. Ferner ist angenommen, daß der Druck im Druckspeicher 2 das erforderliche Maß hat. In diesem Fall steht der Speicherdruck über das Rückschlagventil 5 und den Gehäuseanschluß 11 in dem durch das Gehäuse 10 und die Umfangsnut 9 gebildeten Ringraum. Der Druck der Druckquelle 2 gelangt ferner in den Radialkanal 12, wo er jedoch durch den Schieberkolben 15 an einem Eindringen in den Druckraum 19 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 gehindert ist. The mode of operation of the arrangement described is explained in more detail below, the starting point for the consideration being the brake release position shown in the illustration, in which all the parts assume the position shown and no force is exerted on the brake pedal 14 . Furthermore, it is assumed that the pressure in the pressure accumulator 2 has the required level. In this case, the accumulator pressure is via the check valve 5 and the housing connection 11 in the annular space formed by the housing 10 and the circumferential groove 9 . The pressure of the pressure source 2 also reaches the radial channel 12 , where, however, it is prevented by the slide piston 15 from penetrating into the pressure chamber 19 of the hydraulic power amplifier 6 .
Wird eine Kraft auf das Bremspedal 14 ausgeübt, so verschiebt sich der Schieberkolben gegen die Kraft der Druckfeder 22 in der Innenbohrung 30 in der Darstellung nach links, wobei zunächst der radial in die Innenbohrung mündende Druckmittelkanal 20 verschlossen wird. In dieser Stellung des Schieberkolbens 15 ist der Druckraum 19 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 vom Behälter 3 getrennt. Bei weiter nach links gerichteter Verschiebung des Schieberkolbens 15 infolge Vergrößerung der Kraft auf das Bremspedal 14 gelangt der Radialkanal 18 des Schieberkolbens 15 mit dem Radialkanal 12 des Verstärkerkolbens 7 teilweise zur Überdeckung, wodurch unter Druck stehendes Bremsmedium in den Druckraum 19 gelangt. Das unter Druck stehende Bremsmedium gelangt darüber hinaus über einen Axialkanal 16 in den die Druckfeder 22 aufnehmenden Raum, so daß bereits eine Reaktionskraft am Bremspedal 14 fühlbar wird.If a force is exerted on the brake pedal 14 , the slide piston moves against the force of the compression spring 22 in the inner bore 30 to the left in the illustration, the pressure medium channel 20 opening radially into the inner bore being initially closed. In this position of the spool 15 , the pressure chamber 19 of the hydraulic booster 6 is separated from the container 3 . If the slide piston 15 is shifted further to the left as a result of the increase in force on the brake pedal 14 , the radial channel 18 of the slide piston 15 partially overlaps the radial channel 12 of the booster piston 7 , as a result of which pressurized brake medium enters the pressure chamber 19 . The pressurized brake medium also reaches the space accommodating the compression spring 22 via an axial channel 16 , so that a reaction force can already be felt on the brake pedal 14 .
Infolge der Dichtungsreibung und aller äußeren Rückstellkräfte muß der Druck im Druckraum 19 ein bestimmtes Maß erreichen, bis sich der Verstärkerkolben 7 mit dem mit ihm verbundenen Hauptzylinderkolben 25 in Bremsbetätigungsrichtung in Bewegung setzt. Ein unterhalb des Ansprechdrucks im Druckraum 19 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 liegender Druck kann zwar nicht unmittelbar zu einer Druckerhöhung in der Kammer 28 bzw. im statischen Kreis 30 führen, doch pflanzt sich der Druck im Druckraum 19 über den dynamischen Kreis 39, die Druckmittelverbindung 40 und das stromlos offene Ventil 47 zu den Radbremszylindern 41, 42 der Hinterachse 43 fort. Die Radbremszylinder 41, 42 der Hinterachse 43 nehmen in diesem Betriebszustand also das systembedingte Schluckvolumen auf und überwinden sämtliche Totwege. Darüber hinaus wird an den Radbremsen der Hinterachse 43 bereits eine geringe Bremswirkung erzielt. As a result of the sealing friction and all external restoring forces, the pressure in the pressure chamber 19 must reach a certain level until the booster piston 7 with the master cylinder piston 25 connected to it starts to move in the brake actuation direction. A pressure below the response pressure in the pressure chamber 19 of the hydraulic booster 6 cannot lead directly to an increase in pressure in the chamber 28 or in the static circuit 30 , but the pressure in the pressure chamber 19 transports itself via the dynamic circuit 39 , the pressure medium connection 40 and the normally open valve 47 continues to the wheel brake cylinders 41, 42 of the rear axle 43 . In this operating state, the wheel brake cylinders 41, 42 of the rear axle 43 therefore absorb the system-related absorption volume and overcome all dead paths. In addition, a slight braking effect is already achieved on the wheel brakes of the rear axle 43 .
Vom Verzweigungspunkt 44 des dynamischen Kreises 39 gelangt der im Druckraum 19 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 eingestellte Druck andererseits über die Druckmittelleitung 45 zum Anschluß 53 der Ventileinrichtung 46 und somit in den Raum 52. Der nunmehr im Raum 52 vorherrschende Druck übt eine in der Darstellung nach links gerichtete Kraft auf den Kolben 51 aus, wodurch dieser gegen die rückstellende Wirkung der Druckfeder 60 nach links verschoben wird. Nach dem Zurücklegen eines geringen Weges wird der Anschluß 57 vom Kolben 51 überfahren und der Behälter 3 von der Kammer 59 getrennt. Eine in der Darstellung weiter nach links gerichtete Bewegung des Kolbens 51 der Ventileinrichtung 46 hat zur Folge, daß sich die Kammer 59 weiter verkleinert, wodurch Bremsmedium aus der Kammer 59 über den Anschluß 54, die Druckmittelleitung 55 und die Nachlaufbohrung 56 in die Arbeitskammer 28 des Hauptzylinders 23 verdrängt wird. Das aus der Kammer 59 der Ventileinrichtung 46 verdrängte Bremsflüssigkeitsvolumen füllt zunächst das Schluckvolumen im statischen Kreis 30 bzw. des Radbremszylinders 31, 32 der Vorderachse aus und sorgt in weiteren bereits für eine relativ geringe Bremswirkung an den Radbremsen der Vorderachse.On the other hand, from the branching point 44 of the dynamic circuit 39 , the pressure set in the pressure chamber 19 of the hydraulic booster 6 passes via the pressure medium line 45 to the connection 53 of the valve device 46 and thus into the chamber 52 . The pressure now prevailing in the space 52 exerts a force directed towards the left on the piston 51 , as a result of which the piston 51 is displaced to the left against the restoring effect of the compression spring 60 . After covering a short distance, the connection 57 is run over by the piston 51 and the container 3 is separated from the chamber 59 . A further movement to the left in the illustration of the piston 51 of the valve device 46 has the consequence that the chamber 59 is further reduced, whereby brake medium from the chamber 59 via the connection 54 , the pressure medium line 55 and the trailing bore 56 into the working chamber 28 of the Master cylinder 23 is displaced. The volume of brake fluid displaced from the chamber 59 of the valve device 46 initially fills the swallowing volume in the static circuit 30 or the wheel brake cylinder 31, 32 of the front axle and, in addition, already ensures a relatively low braking effect on the wheel brakes of the front axle.
Wird die auf das Bremspedal 14 ausgeübte Kraft weiter erhöht, so steigt auch der Druck im Druckraum 19 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 an. Dabei wird auch der Druck erreicht, der zum Vortrieb des Verstärkerkolbens 7 und des Hauptzylinderkolbens 25 ausreicht. Nach dem Zurücklegen eines gewissen Weges verschließt der Hauptzylinderkolben 25 die Nachlaufbohrung 56, so daß die Arbeitskammer 28 von der Ventileinrichtung getrennt ist. Der weitere Druckanstieg im statischen Bremskreis 30 erfolgt nun in herkömmlicher Weise durch weitere Verschiebung des Hauptzylinderkolbens 25. Beim Fortfall der Kraft auf das Bremspedal 14 gelangt die gesamte Anordnung durch die Federn 34, 22 und 60 in die in der Zeichnung dargestellte Bremslösestellung.If the force exerted on the brake pedal 14 is increased further, the pressure in the pressure chamber 19 of the hydraulic power booster 6 also increases . The pressure which is sufficient to propel the booster piston 7 and the master cylinder piston 25 is also achieved. After covering a certain distance, the master cylinder piston 25 closes the trailing bore 56 , so that the working chamber 28 is separated from the valve device. The further increase in pressure in the static brake circuit 30 now takes place in a conventional manner by further displacement of the master cylinder piston 25 . When the force on the brake pedal 14 ceases, the entire arrangement passes through the springs 34, 22 and 60 into the brake release position shown in the drawing.
Eine Notbetätigung der beschriebenen Bremsanlage bei ausgefallenem Hilfsdruck ist jederzeit dadurch möglich, daß der Schieberkolben 15 durch die Pedalkraft am Grund der Innenbohrung 13 zur Anlage kommt und der Hauptzylinderkolben 25 durch manuelle Einwirkung zu einer Verkleinerung der Arbeitskammer 28 bzw. zu einem Druckaufbau im statischen Kreis 30 führt. In diesem Fall fällt die Bremswirkung an den Radbremsen der Hinterachse 43 fort, doch ist durch geeignete Dimensionierung der Bremsanlage die vorgeschriebenen Mindestabbremsung des Fahrzeuges allein durch die Betätigung der Radbremszylinder 31, 32 an der Vorderachse 33 gewährleistet.An emergency actuation of the brake system described in the event of a failed auxiliary pressure is possible at any time in that the slide piston 15 comes into contact with the bottom of the inner bore 13 due to the pedal force and the master cylinder piston 25 by manual action to reduce the working chamber 28 or to build up pressure in the static circuit 30 leads. In this case, the braking effect on the wheel brakes of the rear axle 43 ceases, but the prescribed minimum braking of the vehicle is ensured by actuating the wheel brake cylinders 31, 32 on the front axle 33 by suitable dimensioning of the braking system.
Die elektromagnetischen Ventile 36, 37, 47 und 48 machen es durch geeignete Umschaltung möglich, die Bremsdrücke in den Radbremsen von Vorderachse 33 und Hinterachse 43 derart zu modulieren, daß ein Blockierzustand vermieden wird.The electromagnetic valves 36, 37, 47 and 48 make it possible, by suitable switching, to modulate the brake pressures in the wheel brakes of the front axle 33 and rear axle 43 in such a way that a locked state is avoided.
Der in der Darstellung gezeigte Einfach-Hauptzylinder 23 läßt sich natürlich durch einen anders aufgebauten Hauptzylinder ersetzen. Beispielsweise könnte dies durch einen Tandemhauptzylinder oder einen Twin-Hauptzylinder geschehen, der gegenüber dem Einfach-Hauptzylinder zwei voneinander getrennte Arbeitskammern hat, so daß man auf diese Weise zu einem Dreikreisbremssystem mit einem dynamischen Kreis und zwei voneinander getrennten statischen Kreisen gelangt. Ebenso ist es möglich, den Behälter 3 vom Gehäuseanschluß 21 des hydraulischen Kraftverstärkers 6 zu trennen und am Anschluß 21 die Druckmittelleitung 55 anzuschließen. Bei dieser Abwandlung wäre dann noch die Kolbenstange 26 zwischen dem Verstärkerkolben 7 und dem Hauptzylinderkolben 25 zu entfernen und die Rückwärtsbewegung des Verstärkerkolbens durch einen geeigneten Anschlag oder eine Stufe der Gehäusebohrung 24 des Hauptzylinders 23 zu begrenzen. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird der Raum 27 bei geringer Ansteuerung des Schieberkolbens 15 bereits durch die Drucksteuereinrichtung 46 druckbeaufschlagt. In diesem Fall wäre durch Bohrungen 61 im Verstärkerkolben 25 und als Rückschlagventil wirkende Dichtmanschetten 62 dafür zu sorgen, daß sich der in den Raum 27 eingesteuerte Druck in die Arbeitskammer 28 des Hauptzylinders 23 fortpflanzt.The single master cylinder 23 shown in the illustration can of course be replaced by a differently constructed master cylinder. For example, this could be done by a tandem master cylinder or a twin master cylinder, which has two separate working chambers compared to the single master cylinder, so that in this way a three-circuit brake system with a dynamic circuit and two separate static circles is obtained. It is also possible to separate the container 3 from the housing connection 21 of the hydraulic booster 6 and to connect the pressure medium line 55 to the connection 21 . In this modification, the piston rod 26 between the booster piston 7 and the master cylinder piston 25 would then have to be removed and the backward movement of the booster piston limited by a suitable stop or a step in the housing bore 24 of the master cylinder 23 . In such an embodiment, the space 27 is already pressurized by the pressure control device 46 when the slide piston 15 is actuated only slightly. In this case, bores 61 in the booster piston 25 and sealing sleeves 62 acting as a check valve would ensure that the pressure introduced into the space 27 is propagated into the working chamber 28 of the master cylinder 23 .
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