DE3322583A1

DE3322583A1 - Hydraulische zweikreis-bremsanlage fuer strassenfahrzeuge

Info

Publication number: DE3322583A1
Application number: DE19833322583
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr.-Ing. 7050 Waiblingen Burckhardt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1983-06-23
Filing date: 1983-06-23
Publication date: 1985-01-10
Also published as: DE3322583C2

Description

Daimler-Benz Daim 14 632/4

Aktiengesellschaft ₃₁^

7000 Stuttgart 60

Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage für Straßenfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Zweikreis-Bremsanlage für Straßenfahrzeuge mit T-H-Bremskreisaufteilung und den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.

Bremsanlagen dieser Art sind allgemein bekannt und hinsichtlich ihrer funktioneilen Eigenschaften bei Fehlfunktion eines der beiden Bremskreise eingehend untersucht und auch mit den weiteren, im Kraftfahrzeugbau eingesetzten Bremsanlagen, nämlich der einfachen Zweiräder-Bremsanlage, der Diagonal-Zweiräder-Bremsanlage sowie der Dreiräder- und der Vierräder-Bremsanlage verglichen (Dr. Ing. M. Burckhardt und Dipl.-Ing. B. Kruse, "Automobiltechnische Zeitschrift", 77. Jahrgang, 1/1975, Fanksche Verlagshandlung, Stuttgart).

Bei einer Bremsanlage mit T-H-Bremskreisaufteilung werden im Rahmen des H-Bremskreises die gesamten an der Hinterachse eines Fahrzeuges wirksamen, in den

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Hinterradbremsen entfalteten Bremskräfte und die Hälfte der an der Vorderachse wirksamen, in den Vorderradbremsen entfalteten Bremskräfte erzeugt, während im Rahmen des T-Bremskreises nur an den Vorderradbremsen gebremst wird, d.h. die andere Hälfte der an der Vorderachse wirksamen Bremskräfte erzeugt wird. Bei ordnungsgemäßer Funktion einer solchen Bremsanlage, die als zentrales Steuerglied einen ζ über einen Bremskraftverstärker pedalbetätigten Tandem-Hauptzylinder üblicher Bauart aufweist, dessen Primär- und Sekundärkolben gleiche wirksame Querschnittsflächen haben, wobei der T-Bremskreis an den Primärkreis des Tandem-Hauptzylinders oder an dessen Sekundärkreis angeschlossen sein kann und dementsprechend der H-Kreis an den Sekundärkreis bzw. den Primärkreis des Tandem-Hauptzylinders angeschlossen ist, wird somit im Rahmen des Η-Kreises die gesamte Hinterachse sowie die "halbe" Vorderachse und im Rahmen des T-Kreises die "halbe" Vorderachse gebremst. Zum Zwecke der Erläuterung eine Ausführung der Radbremsen als Festsattel-Scheibenbremsen unterstellt, müssen die Vorderradbremsen mit Vierzylinder-Bremssätteln ausgerüstet sein, wobei jeweils ein Zylinderpaar dem T-Bremskreis und das andere Zylinderpaar dem H-Bremskreis zugeordnet ist.

Bremsanlagen mit T-H-Bremskreisaufteilung werden insbesondere für Fahrzeuge eingesetzt, die eine hohe spezifische Zuladung haben und mit einem Breir.skraf tregler versehen sind, der, je nach der Zuladung eine im Sinne eines stabilen Bremsverhaltens des Fahrzeuges erwünschte, achslastgerechte Bremskraftaufteilung auf die Vorderachse und die Hinterachse vermittelt, v/o bei ein solcher Bremskraftregler auf den H-Bremskreis wirkt; dadurch '.vird erreicht, daß das Fahrzeug auch bei deut-

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lieh unterschiedlichen Beladungszuständen annähernd dasselbe und weitgehend stabile Bremsverhalten zeigt.

Nachteilig an einer Bremsanlage mit T-H-Bremskreisaufteilung ist jedoch das ungünstige Verhältnis der bei einem Ausfall des T- oder des H-Bremskreises noch ausnutzbaren Bremskräfte:

Einen mittleren, typischen Wert der Vorderachs/Hinterachs-Bremskraftaufteilung von 60/40 unterstellt, bleiben bei einem Ausfall des T-Bremskreises, z.B. aufgrund eines Lecks, zwar noch 70 % der bei intakter Bremsanlage erzeugbaren Bremskräfte erhalten, weil durch die weitere Funktionsfähigkeit des Η-Kreises immer noch die gesamte Hinterachse und die halbe Vorderachse gebremst werden. Bei einem Ausfall des H-Bremskreises beträgt die auf eine bestimmte Pedalkraft bezogene restliche Bremskraft jedoch nur noch 30 % des mit derselben Pedalkraft bei intakter Bremsanlage erreichbaren Wertes, da nur noch die halbe Vorderachse gebremst wird. Um in diesem zweitgenannten Fall noch eine wirksame Abbremsung des Fahrzeuges_r zu erreichen, die dank der weiteren Wirksamkeit des T-Bremskreises durchaus möglich ist, wäre eine drastische Steigerung der Pedalkraft erforderlich, die der Fahrer, selbst dann, wenn er die Ursache für die schlechtere Bremswirkung erkennt, nicht in hinreichendem Maße oder zu spät einleiten wird, weil er, an eine bestimmte Relation zwischen Pedalkraft und Bremsverzögerung gewohnt, eine zu geringe Steigerung der Pedalkraft vornimmt, oder, weil er ein instabiles Fahrzeugverhalten befürchtet und deshalb die Pedalkraft zu vorsichtig dosiert, jeweils mit der Folge, daß eine gefährliche Situation entsteht.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die, bezogen auf eine bestimmte Betätigungskraft, bei einem Ausfall des H-Bremskreises eine erhöhte Bremskraft im funktionsfähig verbleibenden T-Bremskreis entfaltet.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale der Erfindung gelöst.

Durch die hiernach vorgesehene Ausbildung des Tandem-Hauptzylinders der erfindungsgemäßen Bremsanlage als Stufenzylinder, dessen wirksame Primärkolbenfläche F₁ größer ist als die wirksame Kolbenfläche F„ des Sekundärkolbens, wobei der H-Bremskreis im Primärkreis des Tandem-Hauptzylinders liegt, wird erreicht, daß bei einem Ausfall des H-Bremskreises der Ausgangsdruck im Primärkreis des Tandem-Hauptzylinders, d.h. im T-Breraskreis um das Flächenverhältnis F-i/F₂ übersetzt ist. Durch geeignete Wahl dieses Übersetzungsverhältnisses ist es ohne weiteres möglich, die erfindungsgemäße Bremsanlage so auszulegen, daß bei einem Ausfall des H-Bremskreises die an der Vorderachse noch verbleibende Bremskraft etwa der Hälfte der bei einer intakten Bremsanlage insgesamt verfügbaren Bremskraft entspricht; eine zur Erzielung einer hinreichenden Fahrzeugverzögerung bei einem Ausfall des H-Bremskreises erforderliche Steigerung der Pedalkraft liegt innerhalb desjenigen Variationsbereiches, an den der Fahrer aufgrund seiner Kenntnis des Verzögerungsverhaltens des Fahrzeuges bei verschiedenen Beladungszuständen desselben gewöhnt ist, und es kann daher davon ausgegangen werden, daß er eine Fehlfunktion der Bremsanlage dr>-ch eine

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hinreichende Pedalkraftsteigerung kompensieren wird. Die Wahrscheinlichkeit, daß aus einem Teilversagen der Bremsanlage eine gefährliche Situation resultiert, wird dadurch erheblich vermindert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bremsanlage besteht darin, daß das nach den gesetzlichen Vorschriften hinsichtlich der maximalen Pedalkraft, unter der bei einem Kreisausfall eine vorgegebene Mindestfahrzeugverzögerungerreichbar sein muß, bestehende Limit, sehr viel leichter eingehalten werden kann bzw. unter Ausschöpfung dieses Limits auch mit einer relativ einfach aufgebauten T-H-Bremsanlage die Zulassungsvoraussetzungen für Fahrzeuge mit erhöhter spezifischer Zuladung erfüllt werden können.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ist ein diesbezüglich geeigneter Wertebereich für das Verhältnis der wirksamen Kolbenflächen F. und F„ des Primär- bzw. des Sekundärkolbens des erfindungsgemäß vorgesehenen gestuften Tandem-Hauptzylinders angegeben. Bei einem Ausfall des H-Bremskreises tritt, da Bremskraft nur noch an der Vorderachse entfaltet wird, weder bei der erfindungsgemäßen noch bei einer konventionellen T-H-Bremsanlage ein instabiles Bremsverhalten des Fahrzeuges auf. Ein Ausfall des T-3remskreises hat jedoch bei einer konventionellen T-H-Brernsänlage zur Folge, daß an der Hinterachse im allgemeinen eine wesentlich höhere als der idealen Bremskraftverteilung entsprechende Bremskraft erzeugt wird, mit der Folge, daß eine Pedalkraftsteigerung zu einer Überbremsung der Hinterachse und damit zu einem instabilen Bremsverhalten des Fahrzeuges führen könnte. Dieser Nachteil kann durch eine gemäß Anspruch 3 im Rahmen des H-Bremskreises

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vorgesehene, mit nur geringem baulichen Mehraufwand verknüpfte Drucksteuereinrichtung beseitigt werden, durch deren gemäß Anspruch 4 vorgesehene Auslegung erreicht wird, daß das Fahrzeug auch bei Ausfall des T-Bremskreises weiterhin mit einer der installierten entsprechenden Vorderachs/Hinterachs-Breiuskraftverteilung arbeitet und insoweit dieselbe Bremsstabilität gewährleistet ist wie bei vollkommen intakter Bremsanlage.

Eine geeignete Drucksteuereinrichtung könnte z.B. als mit dem Ausgangsdruck des Primärkreises des Tandem-Hauptzylinders beaufschlagter Druckuntersetzer ausgebildet sein, der durch einen Bypaß überbrückbar ist, der durch ein druckgesteuertes Ventil freigegeben ist, wenn bei einer Betätigung der Bremsanlage auch im Sekundärkreis derselben Druck aufgebaut wird, falls dies nicht der Fall ist, jedoch selbsttätig gesperrt wird. Eine in dieser Weise ausgebildete Bremsanlage hätte die Eigenschaft, daß auch bei ordnungsgemäßer Funktion beider Bremskreise ein vergrößerter Pedalweg auftreten würde und die Bremswirkung an der Hinterachse erst voll entfaltet würde, wenn der Untersetzerkolben auf Anschlag gelaufen ist.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 ist eine demgegenüber bevorzugte Gestaltung der erfindungsgemäßen Bremsanlage mit einem durch einen Steuerkolben betätiTbaren, lediglich den Hinterradbremsen zugeordneten Haupt br emszylinde angegeben. Eine solche Anlage könnte in der Weise realisiert sein, daß das Gehäuse des Hilfszylinders zwei durch eine Zwischenwand gegeneinander abgesetzte Boh- ' rungsabschnitte enthält, wobei in dem einen der Arbeitskolben des Hilfszylinders und in dem anderen ein

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als doppeltwirkender Kolben mit einseitiger Druckstange ausgebildeter Steuerkolben angeordnet ist, der sich mit dieser Druckstange, die in der Zwischenwand druckdicht verschiebbar gelagert ist, an dem Arbeitskolben abstützt. Bei dieser Gestaltung des Steuerteils der Bremsanlage müßten jedoch beide Teile der Zylinderbohrung durch einen eigenen Abschlußflansch dicht abgeschlossen sein, was aus Gründen der zuverlässigen Funktion des Hilfszylinderkreises unerwünscht sein könnte.

Unter diesem Gesichtspunkt vorteilhafter ist die durch die Merkmale des Anspruchs 6 angegebene Gestaltung des Hilfszylinders und seines Steuerkolbens, da hier das den Arbeitskolben aufnehmende Gehäuseteil durch eine mit dem Zylindermantel einstückig ausgebildete Stirnwand abgeschlossen sein kann und lediglich für das den Steuerkolben enthaltende Gehäuseteil ein dicht schliessender Abschlußflansch erforderlich ist.

Bei der gemäß Anspruch 7 vorgesehenen, bevorzugten Gestaltung des ..Hilf szylinders und seines Steuerkreises ist auch das den Steuerkolben aufnehmende Gehäuseteil als topfförmiges Teil ausgebildet, das durch eine einstückig mit dem zylindrischen Mantel ausgebildete Stirnwand abgeschlossen ist, wobei an der Verbindungsstelle des den Arbeitskolben des Hilfszylinders enthaltende Gehäuseteils mit dem den Steuerkolben enthaltenden Gehäuseteil eine Druckdichtung nicht erforderlich ist und insoweit ein für die zuverlässige Funktion der Bremsanlage insgesamt besonders günstiger Aufbau derselben erzielt ist.

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Das gemäß Anspruch 8 ausgebildete, zur zweckgerechten Druckbeaufschlagung des Steuerkolbens bzw. eines Steuerflansches des Arbeitskolbens des Hilfszylinders vorgesehene Steuerventil kann als eigenes, an den Tandem-Hauptzylinder einerseits und den Hilfszylinder andererseits angeflanschtes, seinem Aufbau nach bekanntes Bauelement ausgebildet sein.

In der gemäß Anspruch 9 vorgesehenen, bevorzugten Gestaltung der erfindungsgemäßen Bremsanlage sind der Tandem-Hauptzylinder, der Hilfszylinder mit seinem Steuerteil und das Steuerventil selbst baulich integriert, wodurch ein insgesamt äußerst einfacher und funktionssicherer Aufbau der Bremsanlage erzielt wird.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Bremsanlage mit T-H-Bremskreisaufteilung, mit einem Stufen-Tandem-Hauptzylinder als zentraler Bremsdruck-Steuereinheit, und

Fig. 2 die zentrale Bremsdruck-Steuereinheit einer erfindungsgemäßen T-H-Bremsanlage mit einem Tandem-Hauptzylinder und einem im Rahmen des H-Bremskreises vorgesehenen Hilfszylinder zur Steuerung des an den Hinterradbremsen wirksamen Bremsdruckes, im Schnitt längs der zentralen Achsen des Tandem-Hauptzylinders und des Hilfszylinders.

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Für die in der Fig. 1 dargestellte, erfindungsgemäße TH-Bremsanlage 10 eines Kraftfahrzeuges sei ohne Beschränkung der Allgemeinheit angenommen, daß die für die Vorderräder und für die Hinterräder vorgesehenen Bremsen jeweils als Scheibenbremsen 11 und 12 bzw. 13 und 14 ausgebildet sind, wobei die Scheibenbremsen 11 und 12 des rechten und des linken Vorderrades mit Vierzylinder-Bremssätteln 16 bzw. 17 und die Bremsen 13 und 14 des rechten bzw. des linken Hinterrades jeweils mit Zweizylinder-Bremssätteln 18 bzw. 19 ausgerüstet sind, die in der Zeichnung jeweils durch die innerhalb des Umfanges der Bremsscheiben 21 liegenden Kolbenflächen 22 ihrer im einzelnen nicht dargestellten Radbremszylinder wiedergegeben sind.

Die Aktivierung der Bremsanlage 10 erfolgt in üblicher Weise durch Pedalbetätigung eines Tandem-Hauptzylinders 23 an sich bekannter, gestufter Bauart, dessen Primärkolben 24, an dem die Druckstange 26 des insgesamt mit 27 bezeichneten Bremsenbetätigungsgliedes angreift, eine größere Kolbenfläche hat als der schwimmend angeordnete Sekundärkolben 28. Der Druckausgang 29 des durch den Primärkolben 24 und den Sekundärkolben 28 in axialer Richtung begrenzenden Primärdruckraumes 31 ist über eine erste, zu den Vorderachsbremsen 11 und führende Bremsleitung 32 an das jeweils eine Zylinderpaar 33 bzw. 34 der Vierzylinder-Bremssättel 16 bzw. der Vorderradbremsen 11 bzw. 12 und über eine zweite Bremsleitung 36 an die Zylinderpaare 37 und 38 der Bremssättel 18 bzw. 19 der rechten bzw. der linken Hinterradbremse 13 bzw. 14 angeschlossen. Über die durch diese Leitungsverbindungen 32 und 36 zu einem

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Η-Kreis zusammengeschlossenen Zylinderpaare 33 und 34 bzw. 37 und 38 der Vorderradbremsen 11 und 12 bzw. der Hinterradbremsen 13 und 14 wird - bei intakter Bremsanlage 10 - die halbe, insgesamt an der Vorderachse des Fahrzeuges wirksame Bremskraft und die gesamte, an der Hinterachse wirksame Bremskraft erzeugt.

Der Druckausgang 39 des durch den Sekundärkolben 28 und die Endstirnwand 41 (s. Fig. 2) begrenzten Sekundärdruckraumes 42 des Tandem-Hauptzylinders 23 ist über eine dritte Bremsleitung 43 mit den jeweils anderen Zylinderpaaren 44 und 46 der Bremssättel 16 bzw. 17 der Vorderradbremsen 11 bzw. 12 verbunden. Über die hiernach zu einem T-Bremskreis zusammengeschlossenen Zylinderpaare 44 und 46 der beiden Vorderradbremsen 11 und 12 wird die andere Hälfte der - bei intakter Bremsanlage 10 - insgesamt an der Vorderachse des Kraftfahrzeuges wirksamen Bremskraft erzeugt.

Die insoweit erläuterte Bremsanlage 10 unterscheidet sich von bekannten Bremsanlagen mit T-H-Bremskreisaufteilung lediglich dadurch, daß der Tandem-Hauptzylinder 23 'als Stufenzylinder ausgebildet ist, wobei die -Kolbenfläche F₁ des Primärkolbens 24 größer ist als die Kolbenfläche F₂ des Sekundärkolbens 28, und daß der T-Bremskreis, mit dem gleichsam die "halbe" Vorderachse gebremst wird, nicht, wie üblich an den Primärdruckraum 31, sondern an den Sekundärdruckraum 42 des Tandem-Hauptzylinders 23 angeschlossen ist.

Zur Erläuterung der Funktion der Bremsanlage 10 sei mit Bezug auf bauliche Einzelheiten des Tandem-Hauptzylinders 23 nunmehr auch auf die Fig. 2 verwiesen und als Fallbeispiel' angenommen, daß die Bremskraft-

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aufteilung auf die Vorderachse und die Hinterachse im Sinne einer Festabstimmung im Verhältnis 60/40 getroffen sei.

Fehlerfreie Funktion der Bremsanlge 10 angenommen, werden bei einer Betätigung derselben hiernach 70 % der insgesamt wirksamen Bremskraft im Rahmen des H-Bremskreises erzeugt, wovon 40 % auf die Hinterachse und 30 % auf die Vorderachse entfallen, d.h. die Hälfte der insgesamt an dieser wirksamen Bremskraft. Die andere Hälfte der an der Vorderachse insgesamt wirksamen Bremskraft wird im Rahmen des T-Bremskreises erzeugt.

Bei einem Ausfall des T-Kreises, z.B. durch Dampfblasenbildung in einem oder beiden der zum T-Kreis gehörenden Zylinderpaare 44 und/oder 46 oder wegen eines Lecks im Bremsleitungssystem 43, bleiben, eine bestimmte Betätigungskraft K vorausgesetzt, die in Richtung des Pfeils 47 der Fig. 2 auf den Primärkolben 24 des Tandem-Hauptzylinders 23 wirkt, durch die weitere Funktionsfähigkeit des H-Bremskreises die genannten 70 % der Bremskraft erhalten, wobei an der Hinterachse dieselbe Bremskraft wie bei intakter Bremsanlage zur Verfügung steht, d.h. etwas mehr als die Hälfte der mittels des H-Bremskreises insgesamt erzeugbaren Bremskraft.

Bei einem Ausfall des Η-Kreises wird über den noch intakten T-Bremskreis lediglich noch an der Vorderachse über die Zylinderpaare 44 und 46 Bremskraft erzeugt, die jedoch, verglichen mit dem Fall normaler Funktion der

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Bremsanlage 10 oder alleiniger Funktionsfähigkeit des H-Bremskreises, im Verhältnis F₁ZF₂ der wirksamen Kolbenfläche F. des Primärkolbens 24 zur wirksamen Kolbenfläche F„ des Sekundärkolbens 28 des Tandem-Hauptzylinders 23 übersetzt ist, da sich bei einer Fehlfunktion des H-Bremskreises der Primärkolben 24 im Falle einer Bremsbetätigung direkt an dem Sekundärkolben 28 abstützt und auf diesen die volle Betätigungskraft K übertragen wird, mit der Folge, daß der im T-Bremskreis wirksame Bremsdruck P₂ nunmehr durch den Wert K/F„ bestimmt ist, und nicht, wie im Fall einer fehlerfreien Funktion der Bremsanlage 10 oder einer alleinigen Funktion des H-Bremskreises, lediglich den Wert KZF₁ erreicht, dem der im Primärdruckraum 31 erzeugte Druck P₁ entspricht, wenn die Bremsanlage 10 insgesamt oder lediglich deren H-Bremskreis intakt ist.

Mit einem noch hinreichend niedrigen Wert des im Primärdruckraum 31 des Tandem-Hauptzylinders 23 enthaltenen Bremsflüssigkeitsvolumens einerseits und erwünscht hohen Übersetzungsverhältnissen andererseits verträgliche Werte des Flächenverhältnisses F-iZF? betragen zwischen 1,6 und 2.

Wird für das Flächenverhältnis F₁Z^₂ der Wert 1,8 gewählt, so ergibt sich, daß dann bei vorgegebener Betätigungskraft K, über den T-Bremskreis allein, an der Vorderachse 54 % der Bremskraft zur Verfügung stehen, also wesentlich mehr als bei einer konventionellen Bremsanlage mit H-T-Bremskreisaufteilung, bei der im vergleichbaren Fall nur 30 % der maximalen Bremskraft noch zur Verfügung stünden.

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Für die in der Fig. 2, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei, weiter dargestellte, erfindungsgemäße Bremsanlage 20 sei hinsichtlich der hier nicht näher dargestellten Radbremsen, hinsichtlich der Bremskreisaufteilung in einen T- und einen Η-Kreis sowie hinsichtlich des Tandem-Hauptzylinders 23 im wesentlichen dieselbe Gestaltung und Dimensionierung vorausgesetzt wie bei der Bremsanlage 10 gemäß Fig. 1; demgemäß sind in den Fig. 1 und 2 für einander entsprechende Elemente jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet.

Im Unterschied zur Bremsanlage 10 gemäß Fig. 1 erfolgt bei der Bremsanlage 10 die Druckbeaufschlagung der Hinterradbremsen nicht direkt mit dem im Primärdruckraum 31 des Tandem-Hauptzylinders erzeugbaren Ausgangsdruck P₁, sondern mit dem Ausgangsdruck P₁' eines im Rahmen des H-Bremskreises vorgesehenen, insgesamt mit

50 bezeichneten Hilfszylinders, an dessen Druckausgang

51 die zu den Hinterachsbremsen führende zweite Bremsleitung 36 angeschlossen ist.

Dieser Hilfszylinder 50 hat die Funktion eines Drucksteuergliedes, das, solange die Bremsanlage 20 intakt ist, einen dem primärseitigen Ausgangsdruck P.. des Tandem-Hauptzylinders 23 entsprechenden Ausgangsdruck P ' in die Bremsleitung 36 einkoppelt, und, wenn der T-Kreis der Bremsanlage 20 ausfällt, den in die Bremsleitung 36 eingekoppelten Druck P.' auf einen definierten Bruchteil des Ausgangsdruckes P₁ des Tandem-Hauptzylinders 23 reduziert. Das Reduktionsverhältnis ist vorzugsweise so gewählt, daß auch dann, wenn nur noch der H-Bremskreis allein funktionsfähig ist, die Vorder/ Hinterachs-Bremskraftverteilung dem für korrekte

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Funktion der Bremsanlage 20 charakteristischen Wert von z.B. 60/40 entspricht und insgesamt ein stabiles Bremsverhalten des Fahrzeuges erhalten bleibt.

Der Hilfszylinder 50 ist seinerseits als Hauptbremszylinder für die beiden Hinterachsbremsen 13 und 14 ausgebildet, der durch Druckbeaufschlagung eines Steuerdruckraumes 52 betätigbar ist, dessen Steuerdruckeingang 53 über eine Zwischenleitung 54 mit dem primären Druckausgang 29 des Tandem-Hauptzylinders 23 verbunden ist.

Das Gehäuse des Hilfszylinders 50 ist in der aus der Fig. 2 ersichtlichen Gestaltung aus zwei Teilen 56 und 57 zusammengesetzt. In dem einen, gemäß Fig. 2 linken Gehäuseteil 56 ist der insgesamt mit 58 bezeichnete Kolben des Hilfszylinders 50 angeordnet. Es umfaßt eine erste, dem Durchmesser nach kleinere Bohrungsstufe 59, die durch die End-Stirnwand 61 dieses Gehäuseteils 56 abgeschlossen ist, und eine zweite, sich an die erste Bohrungsstufe 59 anschließende, dem Durchmesser nach größere Bohrungsstufe 62, in die die wiederum engere Kolbenbohrung 63 des zweiten Gehäuseteils 57 mündet, in der ein Steuerkolben 64 angeordnet ist, der die bewegliche axiale Abgrenzung des mit dem Primärdruckraum 31 des Tandem-Hauptzylinders 23 verbundenen Steuerdruckraumes 52 des Hilfszylinders 50 bildet. Die größere Bohrungsstufe 62 ist durch einen Steuerflansch 66 des Zylinderkolbens 58 gegen die Kolbenbohrung 63 des Steuerkolbens 64 einerseits und durch einen in der engeren Bohrungsstufe 59 angeordneten Trennflansch 67 des Zylinderkolbens 58 andererseits jeweils druckdicht abgegrenzt. Der Steuerflansch 66 ist mit dem Trenn-

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flansch 67 durch eine Kolbenstange 68 starr verbunden.
Der den Ausgangsdruckraum 69 einseitig begrenzende
Druckflansch 71 ist seinerseits über eine Kolbenstange
72 starr mit dem Trennflansch 67 verbunden und begrenzt
zusammen mit diesem den mit dem nicht dargestellten
Bremsflüssigkeits-Vorratsbehälter kommunizierenden Nachlaufraum 73 des Hilfszylinders 50. Die den Druckflansch ! 71 mit dem Trennflansch 67 verbindende Kolbenstange 72 J ist mit einem in radialer Richtung durchgehenden Längs- j schlitz versehen, der von einem in das Gehäuseteil 56 ; fest eingesetzten Anschlagröhrchen 74 durchquert ist, ' j

an dem sich der Druckflansch 71 in seiner dargestellten ■ Grundstellung abstützt, über in den Nachlaufraum 73 . ι mündende Auslaßöffnungen dieses Anschlagröhrchens, des- I sen zentraler Kanal in den Nachlaufstutzen 76 des Hilfs- '

i Zylinders 50 mündet, ist auch die kommunizierende Ver- : bindung des Nachlaufraumes 73 mit dem Bremsflüssigkeits- j Vorratsbehälter erzielt.

Der Druckflansch 71 des Zylinderkolbens 58 ist mit
einem speziell als Tellersitzventil ausgebildeten, ins- _: gesamt mit 77 bezeichneten Zentralventil versehen, das j durch Federwirkung in seine Sperrstellung gedrängt wird. ^: In der dargestellten Grundstellung des Kolbens 58, in
die dieser durch die Wirkung einer Rückstellfeder 78
gedrängt wird, ist der Ventilkörper dieses Zentralventils von seinem Sitz abgehoben, so daß eine kommunizierende Verbindung des Ausgangsdruckraums 69 mit dem
Nachlaufraum 73 besteht. Das Zentralventil 77 geht bei
einer Betätigung der Bremsanlage 20 schon nach einem
kleinen Bruchteil des für den Druckaufbau im Ausgangsdruckraum 69 des Hilfszylinders 50 erforderlichen Hubes

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des Kolbens 58 in seine Sperrstellung über.

Der zur Bremsdruckbeaufschlagung der Hinterradbremsen 13 und 14 dienende Ausgangskreis des Kilfszylinders ist hinsichtlich der Dimensionierung der wirksamen Flächen seines Druckflansches 71, seines Trennflansches 67 sowie deren Anordnung und Gestaltung innerhalb des Gehäuseteils 56 und der Bremsflüssigkeitsversorgung identisch mit dem die Bremsdruckbeaufschlagung des T-Br einskreis es vermittelnden Sekundärkreis des Tandem-Hauptzylinders 26. Die wirksame Fläche des Steuerkolbens 64, der sich über einen Stößel 79 an dem steuerflanschseitigen, freien Ende des Hilfszylinderkolbens 58 abstützt, ist gleich der wirksamen Fläche des Druckflansches 71 dieses Kolbens 58.

Der innerhalb der größeren Bohrungsstufe 62 einseitig durch den Steuerflansch 66 begrenzte Ringraum 81 ist über eine in den Nachlaufraum 73' des Tandem-Hauptzylinders 23 mündende druckfeste Leitung 82 an diesen angeschlossen. Die Mündungsstelle 83 ist in der Art einer Schnüffelbohrung ausgebildet, die, wenn sich der Sekundärkolben 28 des Tandem-Hauptzylinders in seiner dargestellten Grundstellung befindet, innerhalb des Nachlaufraumes 73' befindet, die aber, wenn der Sekundärkolben 28 des Tandem-Hauptzylinders als Folge eines Ausfalles des T-Bremskreises in seine gemäß Fig. 2 linke Endstellung übergeht, innerhalb des durch den Trennflansch 67' und den Primärkolben 24 begrenzten Ausgangsdruckraumes 31 des Primärkreises des Tandem-Hauptzylinders liegt und damit der in diesem herrschende Druck P₁ auch in den Ringraum 81 des Hilfszylinders eingekoppelt wird.

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Die Bremsanlage 20 arbeitet, solange sie intakt ist, genau wie die Bremsanlage 10 gemäß Fig. 1, d.h. die Ausgangsdrücke P-, P~ und P₁· an den Druckausgängen 29 und 39 des Tandem-Hauptzylinders 23 bzw. am Druckausgang 51 des Hilfszylinders haben bei einer Betätigung der Bremsanlage 20 denselben Wert P₁.

Im Hinblick auf eine Fehlfunktion des H-Bremskreises sind für das Verhalten der Bremsanlage 20 bei einer Bremsung zwei repräsentative Fälle zu unterscheiden:

A Auftreten eines Lecks in dem an den Druckausgang 51 des Hilfszylinders 50 angeschlossenen Teil 13, 14, 36 der Bremsanlage 20:

An den beiden Druckausgängen 29 und 39 des Tandem-Hauptzylinders 23 wird jeweils derselbe Ausgangsdruck des Wertes P₁ erzeugt, mit dem jeweils beide Zylinderpaare 33 und 44 bzw. 34 und 46 der Vorderradbremsen 11 und 12 beaufschlagt werden. Der Kolben 58 des Hilfszylinders 50 läuft in seine gemäß Fig. 2 linke Endstellung, der Druckausgang 51 des Hilfszylinders 50 bleibt drucklos. Der Pedalweg zur Betätigung des Primärkolbens 24 des Tandem-Hauptzylinders wird entsprechend der Bremsflüssigkeitsaufnahme im Steuerdruckraum 52 des Hilfszylinders 50 vergrößert; an der Vorderachse steht entsprechend der installierten Bremskraftaufteilung der volle Vorderachs-Bremskraftanteil von z.B. 60 % zur Verfügung.

B Auftreten eines Lecks in dem an den Druckausgang 29 des Primärkreises des Tandem-Hauptzylinderε 23 angeschlossenen Teil 43, 44, 46 des Vorderachs-Bremssystems:

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Der Druckausgang 29 des Primärdruckraumes 31 des Tandem-Hauptzylinders 23 bleibt drucklos, desgleichen der Druckausgang 51 des Hilfszylinders 50. Der Primärkolben 24 des Tandem-Hauptzylinders läuft mit entsprechend vergrößertem Betätigungsweg auf den Sekundärkolben 28 auf, worauf am Druckausgang 39 des Sekundärkreises des Tandem-Hauptzylinders 23 der Bremsdruck P₂ erzeugt wird, der, bezogen auf die Betätigungskraft K um das Flächenverhältnis F./F der Kolbenflächen des Primärkolbens und des Sekundärkolbens 28 übersetzt ist. Mit diesem Ausgangsdruck P~ werden die Zylinderpaare 44 und 46 der Vorderradbremsen 11 und 12 beaufschlagt. Das Verhalten der Bremsanlage 20 entspricht in diesem Falle dem Verhalten der Bremsanlage 10 gemäß Fig. 1 bei einem Gesamtausfall des H-Bremskreises.

Bei einem Ausfall des an den Druckausgang 39 des Sekundärkreises des Tandem-Hauptzylinders 23 angeschlossenen T-Kreises arbeitet die Bremsanlage 20 wie folgt:

Bei einer Betätigung der Bremsanlage 20 läuft zunächst der Sekundärkolben 28 des Tandem-Hauptzylinders in seine gemäß Fig. 2 linke Endstellung, wobei sein Trennflansch 67' die Mündungsstelle 83 überfährt und der Primärdruckraum 31 des Tandem-HauptZylinders in kommunizierende Verbindung mit dem Steuerdruckraum 81 des Hilfszylinders 50 gelangt. Mit dem im Primärdruckraum .31 des Tandem-Hauptzylinders 23 erzeugten Druck P₁, der den Betrag K/F₂ hat, werden die Zylinderpaare 33 und 34 der Vorderradbremsen 11 und 12 beaufschlagt, an denen, verglichen mit dem Fall intakter Bremsanlage 50 % der möglichen Vorderachsbremskraft erzeugt werden,

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bei einer angenommenen Vorderachs/Hinterachs-Bremskraftaufteilung von 60/40, also 30 % der maximal erzeugbaren Bremskraft. Durch die Druckbeaufschlagung des Steuerkolbens 64 des Hilfszylinders 50 mit dem Ausgangsdruck P₁ des Primärkreises des Tandem-HauptZylinders 23 wird auf den Kolben 58 des Hilfszylinders 50 eine in Richtung des Pfeils 84 der Fig. 2 wirkende Kraft K₁ ausgeübt, deren Betrag gleich dem Wert P^ . F₃ ist, wobei mit F₃ die wirksame Kolbenfläche des Steuerkolbens 64 bezeichnet ist, die gleich der wirksamen Fläche des Trennflansches 67 bzw. des Druckflansches 71 des Kolbens angenommen sei. Infolge der Einkopplung des Ausgangsdruckes P. des Tandem-Hauptzylinders 23 in den Steuerdruckraum 81 des Hilfszylinders 50 wirkt auf dessen Kolben 58 in der durch den Pfeil 86 markierten Gegenrichtung die Kraft K_, die den Wert P₁ . (F. - F) hat, wobei mit F. die Querschnittsfläche der weiteren Bohrungsstufe 62 und mit F₃ die Querschnittsfläche des Trennflansches 67 bzw. der engeren Bohrungsstufe 59 bezeichnet sind. Für den Wert. (F. - F₃) den Wert F~/2 unterstellt, hat die aus den Kräften K- und K₂ resultierende, in Richtung des Pfeils 84 auf den Kolben 58 wirkende Kraft den Wert K₃ = P₁ . F3/2, und der Ausgangsdruck P₁' des Hilfszylinders 50 ist dementsprechend auf den Wert P-,_/2 reduziert. Bezogen auf eine bestimmte Pedalkraft K, mit der der Tandem-Hauptzylinder betätigt wird, wird in den Vorderradbremsen 11 und 12 sowie in den Hinterradbremsen 13 und 14 jeweils die Hälfte der bei intakter Bremsanlage 20 erreichbaren Bremskräfte erzeugt und damit genau mit der installierten Bremskraftverteilung gebremst.

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Claims

Daimler-Benz Daim 14 632/4

Aktiengesellschaft ^i . _Mai 1933

Stuttgart 60

Patentansprüche

( 1. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage für Straßenfahr- \__y zeuge mit T-H-Bremskreisaufteilung, bei der eine Betätigung der Fahrbrerr.se bei intakter Bremsanlage im Rahmen des T-Bremskreises eine Aktivierung allein der Vorderradbremsen und im Rahmen des H-Bremskreises sowohl eine Aktivierung der Vorderradbremsen als auch der Hinterradbremsen bewirkt und sich die im Rahmen des T- und des H-Bremskreises an den Vorderradbremsen erzeugten Bremskräfte addieren, dadurch gekennzeichnet, daß als zentrales Steuerglied für die Bremsdruckaufteilung ein gestufter Tandem-Hauptzylinder (23) vorgesehen ist_f dessen Primärkreis (24, 31) die größere Zylinderstufe zugeordnet ist, und daß der H-Bremskreis an den Druckausgang (29) des Primärkreises (24, 31) und der T-Bremskreis an den Druckausgang (39) des Sekundärkreises (23, 42) des Tandem-Hauptzylinders (23) angeschlossen sind.

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2. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der wirksamen Kolbenfläche (F₁) des Primärkolbens (24) des Tandem-Hauptzylinders (23) zu der wirksamen Fläche (F₂) seines Sekundärkolbens (28) zwischen 1/4 und 2 liegt und vorzugsweise zwischen 1,7 und 1,8 beträgt.

3. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage nach·Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen des H-Bremskreises eine Drucksteuereinrichtung (50) vorgesehen ist, die bei einem Ausfall des T-Bremskreises den zur Beaufschlagung der Hinterradbremsen (13, 14) ausgenutzten Druck (P₁ ¹) auf einen definierten, mit einem stabilen Bremsverhalten des Fahrzeuges verträglichen Bruchteil des im Rahmen des H-Bremskreises zur Beaufschlagung der Vorderradbremsen (11, 12) ausgenutzten Druckes (P₁) erniedrigt,

4. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuereinrichtung (50) bei einem Ausfall des T-Bremskreises den an die Hinterradbremsen (13, 14) abgegebenen Bremsdruck (P₁') auf die Hälfte des Ausgangsdruckes (P₁) reduziert, mit dem die Vorderradbremsen (11, 12) beaufschlagt sind.

5. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckbeaufschlagung der Hinterradbremsen (13, 14) im Rahmen des H-Bremskreises ein Hilfszylinder (50, 56, 58) als Hauptbremszylinder vorgesehen ist, der mittels eines doppeltwirkenden Steuerzylinders mit

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unterschiedlich großen Steuerflächen betätigbar ist, der bei einseitiger Druckbeaufschlagung - seiner größeren Steuerfläche - eine größere Betätigungskraft erzeugt als bei beidseitiger, druckgleicher Beaufschlagung seiner beiden Steuerflächen, und daß ein druckgesteuertes Ventil vorgesehen ist, das durch Druck im Sekundärkreis (28, 42) des Tandem-Hauptzylinders in seine Grundstellung gesteuert ist, in der nur die größere Kolbenfläche des Steuerkolbens mit dem Ausgangsdruck des Primärkreises (24, 31) des Tandem-Hauptzylinders beaufschlagt ist, die kleinere Kolbenfläche aber drucklos gehalten ist, und daß dieses Ventil bei Drucklosigkeit des Sekundärkreises (28, 42) des Tandem-Hauptzylinders (23) in eine Durchflußstellung gesteuert ist, in der zusätzlich zu der größeren Kolbenfläche des Steuerkolbens auch dessen kleinere Kolbenfläche mit dem Ausgangsdruck des Primärkreises (24, 31) des Tandem-Hauptzylinders (23) beaufschlagt ist.

6. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (64) mit koaxialer Anordnung seiner Längsachse mit derjenigen des Hilfszylinderkolbens (58) in einem eigenen Gehäuseteil (57) angeordnet ist, das fest mit dem Gehäuse (56) des Hilfszylinders (50) verbunden ist.

T. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (58) des Hilfszylinders (50) über eine Kolbenstange (72), deren Länge mindestens dem größten axialen Verschiebeweg des Kolbens (58) entspricht,

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mit einem in einer erweiterten Bohrungsstufe (62) seines Gehäuses (56) angeordneten Steuerflansch (66) verbunden ist, der die erweiterte Bohrungsstufe (62) nach außen druckdicht abschließt, wobei durch den Steuerflansch (66) einerseits und den in der engeren Gehäusebohrungsstufe (59) des Gehäuses (56) angeordneten Druckkolben (58) des Hilfszylinders (50) andererseits in axialer Richtung der Steuerdruckraum (81) begrenzt ist, der im Falle einer Fehlfunktion des Sekundärkreises (T-Kreises) des Tandem-Hauptzylinders (23) mit dem Ausgangsdruck (P.) seines Primärkreises (24, 31) beaufschlagt ist,.und daß der Steuerkolben (64) als ein einseitig wirkender Kolben ausgebildet ist, der über einen Stößel (79) außenseitig an dem Steuerflansch (66) des Kolbens (58) des Hilfszylinders (50) angreift und dessen Fläche (F ) der wirksamen Fläche (F ) des Druckkolbens (58) des Hilfszylinders (50) entspricht, wobei die Differenz der Flächen (F - F) des Steuerflansches (66) und des Druckflansches (71) des Hilfszylinderkolbens (58) kleiner ist als die wirksame Fläche (F,) des Steuerkolbens (64).

8. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die größere wirksame Fläche des Steuerkolbens (64) einseitig begrenzte Steuerdruckraum (52) mit dem Ausgang (29) des Primärdruckraumes (31) des Tandem-Hauptzylinders (23) kommunizierend verbunden ist, und daß das druckgesteuerte Ventil als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist, das in seiner Grundstellung den durch den Steuerflansch (66) einseitig begrenzten Steuerdruckraum (81) mit dem

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Vorratsbehälter des Tandem-Hauptzylinders (23) kommunizierend verbindet, diesen Steuerdruckraum (81) jedoch gegen den Primär-Ausgangsdruckraum (31) des Tandem-Hauptzylinders (23) absperrt und in seiner bei Drucklosigkeit des Sekundärkreises (28, 42) des Tandem-Hauptzylinders (23) eingenommenen Durchflußstellung den Primär-Ausgangsdruckraum (31) des Tandem-Hauptzylinders (23) mit dem Steuerdruckraum (81) verbindet und diesen gegen den Vorratsbehälter absperrt.

9. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachlaufraum (73') des Sekundärkreises (28, 42) des Tandem-Hauptzylinders (23) mit einer Gehäusebohrung (83) versehen ist, die über eine Druckleitung (82) mit dem durch den Steuerflansch (66) des Hilfszylinderkolbens (58) und einen Trennflansch (67) desselben axial begrenzten Steuerdruckraum (81) verbunden ist, und daß diese Bohrung (83) an einer Stelle des Tandem-Hauptzylinder gehäuses angeordnet ist, die sich, wenn der Sekundärkolben (28) des Tandem-Hauptzylinders (23) seine eine: Ausfall des Sekundärkreises (28, 42) entsprechende Endstellung einnimmt, innerhalb des Primärdruckraumes (31) des Tandem-Hauptzylinders (23) befindet, bei ordnungsgemäßer Funktion des Sekundärkreises (28, 42) des Tandem-Hauptzylinders (23) jedoch innerhalb des Nachlaufraumes (73') seiner Sekundärstufe angeordnet ist.

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