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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremskreis mit
hydraulischer Verstärkung und eine Bremseinheit, die einen
solchen Bremskreis enthält.
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Bekanntlich nehmen pneumatische Unterdruckvorrichtungen zur
Verstärkung der von dem Führer eines Fahrzeugs auf das
Bremspedal aufgebrachten Kraft viel Raum ein, und oft ist es
wünschenswert, eine hydraulische Verstärkung dieser Kraft zu
erhalten. In diesem Fall kann der Hauptzylinder direkt an der
Schürze befestigt sein, die den Motorraum vom Fahrgastraum
des Fahrzeugs trennt, wobei die Verstärkungskreise dann an
jedem beliebigen anderen Ort angeordnet sein können, an dem
sie aufgenommen werden können. Eine solche hydraulische
Verstärkung ermöglicht es insbesondere, ein Fahrzeug unabhängig
von einer Links- oder Rechtslenkung leicht anzupassen.
Allerdings ist ebenso bekannt, daß grundlegende Sicherheitsregeln
erfordern, daß die Bremseinheit nach herkömmlicher Art
funktioniert, falls die Verstärkungskreise ausfallen; sicherlich
geht dies zu Lasten einer höheren Kraft auf dem Bremspedal,
die vom Führer des Fahrzeugs ausgeübt werden muß.
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Kreise dieses Typs weisen allgemein elektrische Steuerventile
auf, auf die angesichts ihres Preises und ihrer Lebensdauer
besser verzichtet wird.
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Demnach ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein
solcher Kreis und eine entsprechende Bremseinheit.
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Die Erfindung betrifft genauer einen Bremskreis mit
hydraulischer Verstärkung der Eingangskraft, der mit einer
Arbeitskammer eines Hauptzylinders verbunden ist, der durch ein
Bremspedal gesteuert wird und eine Quelle mit unter Hochdruck
stehendein Fluid aufweist, einen Bremsmotor, ein erstes
gesteuertes Ventil, das in Abhängigkeit von der Differenz
zwischen den Drücken des Fluids der Quelle und des Fluids in der
Arbeitskammer des Hauptylinders über ein Rückschlagventil
eine Verbindung zwischen der Quelle mit unter Druck stehendem
Fluid und dem Bremsmotor herstellt oder unterbricht, sowie
ein zweites Ventil, das durch den Druck des Fluids der Quelle
gesteuert wird und eine Klappe aufweist, die normalerweise
eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer und dem Bremsmotor
unterbricht und diese Verbindung bei einem Ausfall der Quelle
herstellt.
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Das Dokument FR-A-2 480 371 beschreibt einen
Servokupplungsgeber, der auf diesem Prinzip basiert. Allerdings ist für
sein Funktionieren bei einem Ausfall der Quelle eine stark
erhöhte Kraft erforderlich.
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Erfindungsgemäß weist das erste gesteuerte Ventil eine mit
der Arbeitskammer verbundene erste Kammer auf, eine über ein
Rückschlagventil mit der Quelle mit unter Druck stehendem
Fluid verbundene zweite Kammer sowie eine dritte Kammer
zwischen der ersten und der zweiten Kammer, die über ein
drittes, durch den Druck des Fluids der Quelle gesteuertes Ventil
mit einem Behälter mit unter Niederdruck stehendem Fluid
verbunden ist, wobei das dritte Ventil eine Klappe aufweist, die
normalerweise eine Verbindung zwischen dem Behälter und der
dritten Kammer herstellt und diese Verbindung bei einem
Ausfall der Quelle mit unter Druck stehendem Fluid unterbricht.
Es weist in Reihe zwei Schieber mit unterschiedlichen
Durchmessern auf, die sich in Reaktion auf den Druck des Fluids in
der Arbeitskammer des Hauptzylinders in einem ersten Takt
öffnen, wobei eine erste Klappe die zweite Kammer und den
Bremsmotor in Verbindung bringt, sowie in einem zweiten Takt,
wobei eine zweite Klappe die Druckquelle und die zweite
Kammer über ein Rückschlagventil in Verbindung bringt.
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Bevorzugt weist er außerdem ein viertes Ventil auf, das durch
den Druck der Quelle gesteuert wird und eine Klappe aufweist,
die normalerweise eine Verbindung zwischen einer
Arbeitskammer
des Hauptzylinders und einer Kapazität herstellt, um
einen Pedalhub zu bestimmen, und die Verbindung bei einem
Ausfall der Quelle unterbricht.
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Man wird verstehen, daß ein solcher Bremskreis doppelt
vorgesehen sein kann, um die zwei üblichen Bremskreise getrennt zu
steuern, die mit den beiden Arbeitskammern eines
Hauptzylinders verbunden sind. Erfindungsgemäß kann indessen eine erste
Arbeitskammer des Hauptzylinders mit dem vierten Ventil
verbunden sein, während die zweite Arbeitskammer mit dem ersten
und dem zweiten Ventil verbunden ist.
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In diesem Fall weist die Bremseinheit bevorzugt ein fünftes
Ventil auf, das durch den Druck des Fluids der Quelle
gesteuert wird und eine Klappe aufweist, die normalerweise eine
Verbindung zwischen der ersten Arbeitskammer des
Hauptzylinders und einem ersten Satz von Bremsmotoren unterbricht,
sowie ein sechstes Ventil, das durch den Druck des Fluids der
Quelle gelenkt ist und eine Klappe aufweist, die
normalerweise eine Verbindung zwischen dem ersten Satz von Bremsmotoren
und einem zweiten Satz von Bremsmotoren herstellt, wobei das
erste und das zweite Ventil so mit dem zweiten Satz von
Bremsmotoren verbunden sind, daß der Hauptzylinder bei einem
Ausfall der Quelle korrekt arbeiten kann, wobei die zwei
Bremskreise gegeneinander isoliert sind.
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Die Erfindung ist besser zu verstehen, und weitere Ziele,
Vorteile und Eigenschaften ergeben sich deutlicher aus der
Lektüre der Beschreibung von Ausführungsformen, die nicht
einschränkend gegeben sind, in Verbindung mit zwei Blatt
Zeichnungen; darin zeigen
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- Fig. 1 schematisch einen Bremskreis nach der Erfindung;
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- Fig. 2 im schematischen Schnitt ein erstes, durch die
Differenz der Drücke gesteuertes Ventil, das zur Durchführung
der Erfindung verwendet werden kann; und
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- Fig. 3 die schematische Veranschaulichung einer
erfindungsgemäßen Bremseinheit.
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Unter Bezug auf Fig. 1 ist nun ein durch ein Bremspedal
gesteuerter Hauptzylinder schematisch unter dem Bezugszeichen 1
dargestellt. Der veranschaulichte Kreis ist mit einer
Arbeitskammer des Hauptzylinders verbunden. Selbstverständlich
kann ein weiterer, identischer Kreis mit der anderen
Arbeitskammer des Hauptzylinders verbunden sein, so daß ein
weiterer, unabhängiger Bremskreis gesteuert wird.
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Ein Ventil 10 mit zwei Positionen wird durch die Differenz
der Drücke gesteuert, die in der Arbeitskammer des
Hauptzylinders und der Quelle 5 mit unter Druck stehendem Fluid
herrschen, die hier durch eine Pumpe und einen Speicher
dargestellt ist. Zu diesem Zweck ist die Arbeitskammer 10
mittels einer Leitung 3 mit dem Ventil 10 verbunden, und die
Quelle 5 mit dem unter Druck stehenden Fluid ist mittels
einer Leitung 7, 9 mit dem Ventil 10 verbunden.
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Das Ventil 10 stellt in Abhängigkeit von der Differenz
zwischen diesen Drücken über eine Leitung 15 eine Verbindung
zwischen der Leitung 7 und einem Satz von Bremsmotoren 12 her
oder unterbricht sie. Ein zwischen dem Ventil 10 und der
Quelle 5 angeordnetes Rückschlagventil 17 ermöglicht es,
einen Rückfluß von unter Druck stehendem Fluid zu der Quelle 5
zu vermeiden.
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Ein durch den Druck der Quelle 5 gesteuertes Ventil 20 weist
einen Kolben 22 auf, der mit einem Kopf versehen ist, der
eine in einer abgestuften Bohrung angeordnete Klappe 24
bildet. Hat des Fluid der Quelle 5 einen ausreichenden Druck, um
die Kraft einer Rückstellfeder 26 zu überwinden, dann gleitet
der Kolben (in den Figuren) nach oben und unterbricht so eine
Verbindung zwischen den Leitungen 3 und 15, die alle beide
mit dem aufgeweiteten Teil der Bohrung verbunden sind.
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Arbeitet also die Quelle 5 mit unter Druck stehendem Fluid
korrekt, dann wird eine auf das Bremspedal ausgeübte Kraft in
das Herstellen einer Verbindung der Quelle 5 mit unter Druck
stehendem Fluid und der Bremsmotoren 12 umgesetzt, bis die
Differenz der obengenannten Drücke erneut eine Unterbrechung
dieser Verbindung nach sich zieht.
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Bei einem Ausfall der Quelle 5 öffnet sich die Klappe des
Ventils 20 unter der Wirkung der Feder 26, wodurch der
Hauptzylinder 1 und die Bremsmotoren 12 direkt miteinander in
Verbindung gesetzt werden.
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Der Kreis arbeitet also sowohl bei der Kraftverstärkung als
auch bei einem Ausfall.
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In Fig. 1 ist punktiert eine Einrichtung dargestellt, die es
ermöglicht, den Hub des Kolbens des Hauptzylinders bei
Normalbetrieb zu simulieren, und diese Simulation bei einem
Ausfall der Quelle 5 außer Betrieb setzt. Diese Einrichtung ist
durch ein Ventil 30 gebildet, das durch den Druck des Fluids
der Quelle 5 gesteuert wird, mit der es durch eine Leitung 32
verbunden ist. Dieses Ventil 30 ist so realisiert, daß bei
Normalbetrieb eine Verbindung zwischen der Leitung 3 und
einem Behälter 35 hergestellt wird, der eine Kapazität bildet,
wobei es eine Feder ermöglicht, die Klappe zu bewegen, um
diese Verbindung bei einem Ausfall der Quelle mit unter Druck
stehendem Fluid zu unterbrechen.
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In Fig. 2 ist schematisch eine Ausführungsform dieses Kreises
dargestellt. In dieser Figur erscheinen die gleichen
Bezugszahlen zur Bezeichnung der gleichen Elemente. Die Leitung 3
ist mit einer ersten Kammer 41 verbunden, die auch mit dem
Ventil 20 verbunden ist.
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Ein Schieber 45 kann in einer Bohrung unter der Wirkung des
Drucks in dieser Leitung 3 gleiten, die mit einer
Arbeitskammer des Hauptzylinders verbunden ist. Ein mit dem ersten
Schieber 45 in Reihe liegender zweiter Schieber 47 kann auch
mit dem ersten Schieber gleiten. Der Schieber 45 weist einen
größeren Durchmesser als der Schieber 47 auf. Aufgrund der
Differenz der Durchmesser der beiden Schieber 45, 47 erhält
man eine Verstärkungswirkung, die es ermöglicht, das Ventil
49 zu öffnen, wobei eine zweite Kammer 42 und die Leitung 15
in Verbindung gesetzt werden, die mit den Bremsmotoren 12
verbunden ist, dann die Klappe 51 zu öffnen, wodurch die
Quelle 5 mit unter Druck stehendem Fluid und die zweite
Kammer 42 über ein Rückschlagventil 17 in Verbindung gesetzt
werden. Natürlich ist zwischen der ersten Kammer 41 und der
zweiten Kammer 42 eine dritte Kammer 43 vorgesehen, die es
ermöglicht, die Quelle 5 und die Leitung 3 zu isolieren.
Diese dritte Kammer 43 enthält vorteilhaft eine Feder, die es
ermöglicht, die Schieber 45, 47 zurückzustellen, wenn kein
Druck in der Leitung 3 herrscht. Diese dritte Kammer 43 ist
mit dem Niederdruckbehälter 44 über ein viertes Ventil 40
verbunden, das auch durch den in der Quelle 5 herrschenden
Druck gesteuert wird, so daß normalerweise die Verbindung
zwischen der dritten Kammer 43 und dem Behälter 44
hergestellt ist, aber daß sie bei Ausfalll der Quelle 5
unterbrochen ist, um jede schädliche Bewegung der Schieber 47, 45 zu
untersagen.
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In Fig. 3 ist schematisch eine Bremseinheit des gleichen Typs
dargestellt, in der aber der in Fig. 1 in durchgezogenen
Linien dargestellte Verstärkungskreis mit einer Arbeitskammer
des Hauptzylinders verbunden ist, während die Einrichtung 30,
35 zur Simulation des Pedalhubs mit der anderen Arbeitskammer
des Hauptzylinders 1 verbunden ist. Die gemeinsamen Elemente
mit den gleichen Bezugszahlen werden im folgenden nicht
erneut beschrieben. Der Fachmann wird in diesem Schema
unmittelbar erkennen, daß ein einziger Verstärkungskreis für die
zwei Sätze 12 und 14 von Bremsmotoren vorgesehen ist, mit
denen das Fahrzeug ausgestattet ist. Indessen arbeitet der
Hauptzylinder 1 zur Gewährleistung der Sicherheit auf
herkömmliche, dynamische Weise, wobei jedem Satz von
Bremsmotoren bei einem Ausfall der Quelle 5 eine getrennte
Arbeitskammer zugeordnet ist. Zu diesem Zweck ist die erste
Arbeitskammer
des Hauptzylinders 1, die über eine Leitung 55 mit der
Simulationseinrichtung 30, 35 verbunden ist, über ein fünftes
Ventil 50, das durch den Druck der Quelle 5 gesteuert wird,
an die es durch die Leitung 7 angeschlossen ist, auch mit dem
Satz 14 von Bremsmotoren verbunden. Dieses Ventil 50
unterbricht normalerweise die Verbindung zwischen der ersten
Kammer des Hauptzylinders und dem Satz 14 und stellt sie bei
einem Ausfall der Quelle 5 her. Ein sechstes Ventil 60, das
ebenfalls durch den Druck in der Quelle 5 gesteuert wird,
stellt normalerweise eine Verbindung zwischen den beiden
Sätzen 12 und 14 her, aber unterbricht sie bei einem Ausfall der
Quelle 5.
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Der Verstärkungskreis wird also normalerweise durch den in
einer einzigen Arbeitskammer des Hauptzylinders herrschenden
Druck gesteuert und wirkt auf die zwei Sätze von
Bremsmotoren, wobei die andere Arbeitskammer nur die Simulation des
Bremspedalhubs sicherstellt. Bei einem Ausfall der Quelle 5
werden der Verstärkungskreis sowie die Simulationseinrichtung
außer Betrieb gesetzt, die zwei Sätze von Bremsmotoren sind
voneinander isoliert und jeweils mit einer Arbeitskammer des
Hauptzylinders verbunden, der dann als herkömmlicher
Hauptzylinder dynamisch arbeitet.
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Selbstverständlich kann der Fachmann zahlreiche Veränderungen
an den beschriebenen und dargestellten Kreisen, Einheiten und
Ventilen vornehmen, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche
definiert ist.