WO2016038137A1 - Disc brake system - Google Patents

Disc brake system Download PDF

Info

Publication number
WO2016038137A1
WO2016038137A1 PCT/EP2015/070702 EP2015070702W WO2016038137A1 WO 2016038137 A1 WO2016038137 A1 WO 2016038137A1 EP 2015070702 W EP2015070702 W EP 2015070702W WO 2016038137 A1 WO2016038137 A1 WO 2016038137A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
brake
vehicle
disc brake
pressure control
brake system
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/070702
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Theil
Werner Koch
Ansgar Fries
Eduard Gerum
Huba NÉMETH
Peter Frank
Barna Szimandl
Kornel Straub
Alexander Werth
Original Assignee
Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Publication of WO2016038137A1 publication Critical patent/WO2016038137A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/68Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves
    • B60T13/683Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves in pneumatic systems or parts thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/662Electrical control in fluid-pressure brake systems characterised by specified functions of the control system components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00Brake-action initiating means
    • B60T7/12Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/20Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger specially for trailers, e.g. in case of uncoupling of or overrunning by trailer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1708Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for lorries or tractor-trailer combinations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/321Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/343Systems characterised by their lay-out
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/36Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition including a pilot valve responding to an electromagnetic force
    • B60T8/3615Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
    • B60T8/3675Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems integrated in modulator units
    • B60T8/368Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems integrated in modulator units combined with other mechanical components, e.g. pump units, master cylinders

Definitions

  • the invention relates to a disc brake system, in particular pneumatic
  • Pneumatically actuated disc brakes usually have a sliding caliper
  • Loading device is arranged, which serves to brake pads on both sides of a
  • Pneumatically operated disc brakes are now standard equipment for heavy commercial vehicles. Disc brakes of this type require a mechanical transmission in order to generate the required application force, since the force of the pneumatically actuated brake cylinders is due to the pressure level (currently approx.
  • Axle suspension must be designed according to the high force transmission in the event of emergency braking. Panic braking can occasionally lead to damage, e.g. on suspension systems, lead. As an example, the so-called S-impact problem on parabolic-sprung front axles is mentioned.
  • the brake system plays an essential role.
  • the object of the invention is to improve the potential of the brake system such systems and thus contribute to a Bremswegverkürzung.
  • the invention solves this problem by the subject matter of claim 1.
  • the object is also achieved by the subject matter of claim 8.
  • a disc brake system for a vehicle, in particular commercial vehicle with a towing vehicle and a trailer, at least the following features: a) a number of vehicle axles, each end of which is provided with a wheel unit; b) at least one
  • each wheel unit comprises at least one wheel, a disc brake, a brake cylinder and a sensor device.
  • Each wheel unit further comprises a pressure control module, a pressure control valve and a brake electronics.
  • a disc brake of such a disc brake system may have a stiffened caliper.
  • a basic idea of the invention lies in the consideration of further shortening the braking distance without further increasing the maximum braking torque on a wheel.
  • an embodiment provides that the respective pressure control module is arranged close to the wheel, wherein the respective pressure control valve in the immediate vicinity of the respective brake cylinder arranged or arranged integrated in the respective brake cylinder.
  • a line length between the respective pressure control valve and the respective brake cylinder can be less than 5 cm.
  • the distance is less than 1 cm, in particular advantageously less than 5 mm.
  • Wheel brake take place, i. by integrating electronic intelligence and valves into the wheel unit.
  • the disc brakes of a right side of the vehicle are mirror-inverted to an imaginary longitudinal axis of the vehicle of the left side of the vehicle. All disc brakes of one side of the vehicle may preferably have the same structure.
  • Disc brake system is at least partially 12.5 bar. This is a higher pressure than the usual pressure of about 8.5 bar. Currently, the so-called supply pressure in the trailer is below the usual level of the towing vehicle.
  • Pressure accumulator tank or bladder per axle or radnah be arranged per wheel unit.
  • a pressure bubble can be arranged at a distance of less than 5 cm next to the pressure control valve.
  • a pressure drop during actuation of the disc brake can thus be reduced, thereby filling the brake cylinder more quickly.
  • a cross section of a supply line to the pressure control valve or the pressure control valves may have a diameter of at least 10 mm, advantageously 1 1 mm,
  • Another advantage is that an intelligent interpretation of driving conditions and / or driving maneuvers by electronic assistance systems (eg EBS or the like) are evaluated by a brake control unit and included in the braking process.
  • EBS electronic assistance systems
  • the precautionary application of the brake pads after an abrupt "go from the gas" called, which eliminates a clearance of the brake before pressing the brake pedal and thus shortens the reaction time and consequently the braking distance.
  • the vehicle may include predictive sensing.
  • the anticipatory sensor system can be coupled with a (driver) assistance system.
  • a danger or another reason for an imminent braking or emergency braking can be detected and initiated by the brake control predictive measures, such as a Lvidspielverkleintation or additional pressure build-up. All this with the aim to shorten the response time of the brake or to eliminate or reduce so-called dead times.
  • Fig. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of a
  • Fig. 2 is a graphical representation of translation curves
  • 6-7 are graphs of curves of a brake system of a towing vehicle and a trailer.
  • Fig. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of a
  • the vehicle 2 is schematically as a commercial vehicle with a towing vehicle 3 and a
  • the disc brake system 1 comprises a towing vehicle brake 1 a and a trailer brake 1 b.
  • the towing vehicle brake 1 a is provided with a compressed air reservoir, which is not shown here, but is easy to imagine, whereas a trailer air accumulator 12 of the trailer 4 is shown with an associated compressed air line 13 in Fig. 1.
  • the towing vehicle 3 has two traction vehicle axles 5 and 5a, the trailer having three trailer axles 6, 6a and 6b. Each end of one of the towing vehicle axles 5, 5a is each provided with a wheel unit 7. Likewise, each end of one of the trailer axles 6, 6a and 6b each has a wheel unit 7a. Each wheel unit 7, 7a is equipped with at least one wheel 8 and will be described further below.
  • a vehicle brake control unit 9 is arranged, which is superordinate responsibility for the brake system 1 of the entire vehicle 2, so the towing vehicle 3 and the trailer 4.
  • the vehicle brake control unit 9 may be an EBS CPU, as it is already used in vehicles today, the here
  • the described vehicle brake control unit 9 may include extended functions to the prior art.
  • the trailer 4 is provided with a trailer brake control unit 1 1, which is connected to the trailer brake system 1 b. It also stands
  • Each wheel unit 7, 7a includes, in addition to the associated at least one wheel 8 a
  • the disc brakes 10 of the right side of the vehicle 2 are mirror-inverted to an imaginary longitudinal axis of the vehicle 2 of the left side of the vehicle 2, wherein all disc brakes 10 have a side of the vehicle 2 in this embodiment, a same structure.
  • the respective pressure control module 14 is arranged close to the wheel, wherein the respective pressure control valve 15 is mounted in the immediate vicinity of the respective brake cylinder 16.
  • the pressure control module 14 has a maximum distance of 50 cm to the pressure control valve 15.
  • the distance between the pressure control module 14 and the respective wheel unit 7, 7a is less than 50 mm, more preferably less than 5 mm.
  • the pressure control valve 15 is in the embodiment shown in FIG a distance of less than 50 mm from the respective brake cylinder 16 is arranged. In a preferred embodiment, this distance is less than 10 mm, more preferably less than 5 mm.
  • Pressure control valve 15 and the brake cylinder 16 connected thereto each of a minimum length.
  • the brake cylinder 16 can be filled faster with air, in particular by the non-existent or small volume of Druck Kunststoffswege of the respective pressure control module 14 to the respective pressure control valve 15th
  • the diameter of the compressed air connection paths is 10 mm.
  • the cross section is 12 mm, in an alternative embodiment, the cross section is 14 mm or 15 mm.
  • the cross-section may also be above the specified dimensions, taking into account the corresponding edge parameters.
  • the transitions between the compressed air connection paths and the communicating with them spaces are fluidically designed so that the formation of eddies is minimized.
  • this embodiment results in an increase in a pressure buildup gradient ("ramp"), and thus a faster one
  • the amount of pressure of the compressed air is important.
  • the pressure of the compressed air is raised to a value of about 12.5 bar.
  • the pressure is raised to a value of about 14 bar.
  • Each wheel unit 7 communicates with the respective pressure control module 14, each
  • Each sensor device 18 of each wheel unit 7, 7a is connected to the wheel-near brake electronics 17 by the shortest route.
  • a fast Signal transmission between sensor device 18 and brake electronics 17 takes place directly on the wheel unit 7, 7a.
  • short-circuit lengths of the electrical transmission paths can reduce interference due to radiation.
  • the brake electronics 17 is arranged in one embodiment in the space of the brake cylinder 16 or alternatively arranged in a housing which is directly connected to the brake cylinder 16, for example screwed.
  • Each wheel unit 7, 7a thus has individually an independent control.
  • a closed control loop is formed, since each wheel is individually sensed and controlled via the respective pressure control module 14 and the respective pressure control valve 15.
  • a higher-level regulation or control is performed by the respective brake control unit, that is, the vehicle brake control unit 9 and additionally or alternatively the
  • Trailer brake control unit 1 1. For a so-called multi-channel design of the brake electronics is provided.
  • the parent vehicle brake control unit 9 is also available with a
  • Vehicle control unit 19 in conjunction. This makes it possible for that to be intelligent
  • EBS electronic assistance systems
  • distance detection a braking distance
  • a braking distance can be additionally shortened by the reaction time of a driver is bridged by means of these assistance systems.
  • premature application of the brake pads is possible, i. a clearance of the respective disc brake 10 is reduced to a minimum and the stroke of the respective brake cylinder 16 is reduced.
  • this can also be done when an abrupt "going off-gas" is interpreted as the beginning of a braking operation (for example, also with the aid of further boundary conditions)
  • Application scenario detects a forward-looking sensors an upcoming
  • ABS anti-lock braking system
  • Compressed air system The pressure gradient for the assembly and disassembly of the brake cylinder pressure has a great influence on the control behavior, as well as short reaction times in the transition from pressure to hold and pressure build-up or degradation processes.
  • Wheel brake The wheel brake influences the ABS control by the clamping force or
  • the suspension is ideally designed so that the normal force of the tire on the road surface is subject to as few variations as possible. Hereby, e.g. a strong damping and the smallest possible unsprung masses positive.
  • the clamping force of a pneumatic disc brake is by the mechanical
  • i is the mechanical translation and ⁇ the mechanical efficiency of
  • Diaphragm brake cylinder depends on the cylinder stroke, which is usually 64 mm for disc brakes.
  • the cylinder force decreases from a certain stroke and thus inevitably also the clamping force. This can be compensated to a limited extent by a progressive course of the mechanical translation. In FIGS. 2 and 3 this becomes
  • FIG. 2 shows a graphical representation of gear ratios 20, 20a as a gear ratio i over a cylinder stroke xp.
  • FIG. 3 is a graph showing force courses of a diaphragm cylinder at various stages.
  • the radial space can be better utilized.
  • the saddle when deformed less, can be approximated closer to the envelope contour.
  • the brake disc can be increased in diameter at the same rim diameter. Due to the resulting radially further outward point or point of action for the brake pads on the brake disc a higher braking torque is generated at the same braking force or clamping force. From an increased braking torque results in a shorter braking distance. Due to the larger radius of the resulting feed force also results in a larger braking torque.
  • the seat back has a Z-profile cross-section.
  • Forward-looking sensors and additionally or alternatively with a driver assistance system and their connection to the brake control can be used to adjust the clearance depending on the situation or at least in advance of an expected brake application, leads to a faster response of the brake to the braking request.
  • the translation curve 20 in Fig. 2 represents a constant translation, whereas the translation curve 20a is associated with a progressive translation.
  • Cylinder stroke xp e.g. at 35-40 mm
  • the constant translation curve 20 is above the progressive translation curve 20a.
  • Braking torque examined.
  • a series brake was modified so that the caliper has a higher deformation.
  • the effects on braking torque were examined on a dynamometer in the performance test.
  • the test result confirms the assumptions made before the experiment. It has been found that the maximum braking torque of the modified brake is about 3.4 kNm ( ⁇ 1 1%) lower than the standard caliper. In addition, it can be seen that the gradient (braking torque / pressure) from about 5 bar cylinder pressure is flatter in the modified brake. The reason for this is that the saddle deformation has an increasing influence above a certain application force level.
  • Prototype saddle manufactured with a significantly higher rigidity than the standard saddle and compared with this in a so-called SMP performance test.
  • FIG. 4 shows a braking torque MB over the time t.
  • a brake pressure pB is plotted over the same time scale
  • cylinder stroke xp is plotted over the same time scale.
  • a series brake is represented by the graph 22, respectively.
  • the graphs 23 designate the curve of a series brake with increased coating friction coefficient.
  • Graphs 24 show the curves of a brake with a stiffened caliper and with a raised brake caliper
  • the braking torque MB is plotted against the time t.
  • the curve 22 designates the series brake, the curve 23 the series brake with increased coating friction coefficient, and the curve 24 the brake with a stiffened brake caliper and with increased pad friction coefficient.
  • 25 denotes the influencing factor of the clearance reduction
  • the modified brake achieves a braking distance that is 5 m shorter at a cylinder pressure of 10 bar with a high lining friction coefficient. Since this is a Schwungmassenprüfstands drown, no ABS control takes place. These influences are therefore not taken into account here and will be examined in a subsequent vehicle test. To achieve an optimization of the ABS control behavior are as high as possible
  • Brake cylinder 16 are integrated.
  • the cylinder stroke xp was also reduced by 50% compared to a conventional series brake and a higher coefficient of friction was applied for the brake lining.
  • 6 shows the results of the simulation comparison for the towing vehicle 3 between a brake 22a with a series configuration and an optimized brake 23a, 24a with two different cylinder sizes.
  • the left side of Fig. 6 refers to the brake application and the right side of the release of the brake. From top to bottom, the following sizes are plotted on the same time scale:
  • the prototype of the optimized brake 23a, 24a requires less application force F ca i in order to achieve the same braking torque M B as the series configuration 22a.
  • the cylinder diameter can be reduced, which also has a positive influence on the Bremshunt Stahl.
  • the cylinder pressure or chamber pressure p bCh depending on the piston diameter, reduced by about 1, 5 and 3.5 bar.
  • Fig. 7 is constructed as Fig. 6 and shows the simulation comparison of the trailer 4 as
  • the disc brake 10 has not been considered in the above description. They can of course be stiffened compared to the standard brake.
  • a stiffening of the caliper and the internal mechanism is e.g. by a suitable choice of materials, temperature treatment, shape, stiffening ribs possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

A disc brake system (1), in particular a pneumatic disc brake system (1), for a vehicle (2), in particular a commercial vehicle with a tractor vehicle (3) and a trailer (4), has at least the following features: a) a number of vehicle axles (5, 5a; 7, 7a, 7b), of which each end is provided in each case with a wheel unit (7); b) at least one brake control unit (9, 11); wherein each wheel unit (7) comprises at least one wheel (8), a disc brake (10), a brake cylinder (16) and a sensor device (18). Furthermore, each wheel unit (7) comprises a pressure regulating module (14), a pressure control valve (15) and brake electronics (17). A disc brake (10) of a disc brake system (1) of this type has a reinforced brake calliper.

Description

Scheibenbremsanlage  disc brake system
Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremsanlage, insbesondere pneumatische The invention relates to a disc brake system, in particular pneumatic
Scheibenbremsanlage, für ein Nutzfahrzeug. Disc brake system, for a commercial vehicle.
Pneumatisch betätigte Scheibenbremsen weisen in der Regel einen als Schiebesattel, Pneumatically actuated disc brakes usually have a sliding caliper,
Schwenksattel oder Festsattel ausgebildeten Bremssattel auf, in welchem eine Swivel saddle or fixed caliper trained caliper, in which a
Zuspannvorrichtung angeordnet ist, welche dazu dient, Bremsbeläge beidseits einer Loading device is arranged, which serves to brake pads on both sides of a
Bremsscheibe und die Bremsscheibe miteinander in Wirkverbindung zu bringen, um durch Reibung eine Bremswirkung zu erzielen. To bring brake disc and the brake disc in operative connection with each other to achieve a braking effect by friction.
Pneumatisch betätigte Scheibenbremsen gehören mittlerweile zur Standardausrüstung bei schweren Nutzfahrzeugen. Derartige Scheibenbremsen benötigen zur Erzeugung der geforderten Zuspannkraft eine mechanische Übersetzung, da die Kraft der pneumatisch beaufschlagten Bremszylinder wegen des Druckniveaus (derzeit ca. Pneumatically operated disc brakes are now standard equipment for heavy commercial vehicles. Disc brakes of this type require a mechanical transmission in order to generate the required application force, since the force of the pneumatically actuated brake cylinders is due to the pressure level (currently approx.
10 bar) und der limitierten Baugröße der Bremszylinder beschränkt ist. Bei den derzeit bekannten pneumatisch betätigten Scheibenbremsen finden sich Übersetzungsverhältnisse zwischen 10:1 und 20:1 . 10 bar) and the limited size of the brake cylinder is limited. In the currently known pneumatically actuated disc brakes are ratios between 10: 1 and 20: 1.
Die stetig zunehmende Verkehrsdichte steht konträr zu der Forderung nach höherer The steadily increasing traffic density contrasts with the demand for higher ones
Verkehrssicherheit mit dem von der EU gesetzten Ziel die Zahl der Unfalltoten von 201 1 bis 2020 zu halbieren und bis 2050 auf praktisch null zu senken. Um diesen Vorgaben gerecht zu werden wird der Ausrüstungsgrad mit Fahrerassistenzsystemen stark ansteigen. Einige Road safety with the EU's goal of halving the number of fatalities from 201 1 to 2020 and reducing it to virtually zero by 2050. To meet these requirements, the level of equipment with driver assistance systems will increase significantly. Some
Systeme werden bereits heute durch die EU Gesetzgebung vorgeschrieben. Systems are already mandated by EU legislation today.
Heutige Nutzfahrzeuge mit Druckluftbremsanlage ermöglichen gegenüber früheren Today's commercial vehicles with compressed air brake system allow compared to earlier
Fahrzeuggenerationen bereits signifikant kürzere Bremswege. Unter einem Bremsweg eines Fahrzeugs sind der Weg, den das Fahrzeug nach Erkennen einer Bremssituation ungebremst aufgrund der Reaktionszeit eines Fahrers nach Erkennen einer Bremssituation zurücklegt, und der Anhalteweg des daraufhin gebremsten Fahrzeugs zu verstehen. Ein kürzerer Bremsweg wurde in erster Linie durch Assistenzsysteme wie z.B. ABS/EBS sowie durch zunehmend höhere Radbremsmomente erreicht. Damit kann die Reaktionszeit des Fahrers überbrückt bzw. verkürzt werden. Die„klassische" Anordnung der Komponenten („Bremssystem" mit seinen Komponenten im Fahrzeugrahmen und eine pneumatisch-mechanische Radbremse an einem Radende, auch Wheelend genannt) wurde beibehalten. Vehicle generations already significantly shorter braking distances. Under a braking distance of a vehicle to understand the way the vehicle after detecting a braking situation unrestrained due to the reaction time of a driver after detecting a braking situation, and the stopping distance of the then braked vehicle. A shorter braking distance was achieved primarily by assistance systems such as ABS / EBS and by increasingly higher wheel braking torques. Thus, the reaction time of the driver can be bridged or shortened. The "classical" arrangement of the components ("brake system" with its components in the vehicle frame and a pneumatic-mechanical wheel brake on a wheel end, also called Wheelend) was retained.
Eine weitere Reduzierung des Bremswegs über noch höhere Maximalbremsmomente findet ihre Grenze einerseits in der Übertragbarkeit der erzeugbaren Radumfangs- kraft auf die Fahrbahn und andererseits in der Notwendigkeit des Leichtbaus. Die gesamte Rad- bzw. A further reduction of the braking distance via even higher maximum braking torques finds its limit on the one hand in the transferability of the generatable Radumfangs- force on the road and on the other hand in the need for lightweight construction. The entire wheel or
Achsaufhängung muss entsprechend den hohen Krafteinleitungen im Falle einer Vollbremsung ausgelegt werden. Panikbremsungen können auf entsprechend griffigem Untergrund gelegentlich zu Schäden, z.B. an Federungssystemen, führen. Beispielhaft sei hierzu die so genannte S-Schlagproblematik an parabelgefederten Vorderachsen genannt. Axle suspension must be designed according to the high force transmission in the event of emergency braking. Panic braking can occasionally lead to damage, e.g. on suspension systems, lead. As an example, the so-called S-impact problem on parabolic-sprung front axles is mentioned.
Neben der Lenkung spielt die Bremsanlage eine wesentliche Rolle. In addition to the steering, the brake system plays an essential role.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, das Potenzial der Bremsanlage solcher Systeme zu verbessern und somit zu einer Bremswegverkürzung beizutragen. Therefore, the object of the invention is to improve the potential of the brake system such systems and thus contribute to a Bremswegverkürzung.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 . Die Aufgabe wird auch durch den Gegenstand des Anspruchs 8 gelöst. The invention solves this problem by the subject matter of claim 1. The object is also achieved by the subject matter of claim 8.
Demgemäß weist eine erfindungsgemäße Scheibenbremsanlage, insbesondere pneumatische Scheibenbremsanlage, für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug mit einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, wenigstens folgende Merkmale auf: a) eine Anzahl von Fahrzeugachsen, von denen jedes Ende jeweils mit einer Radeinheit versehen ist; b) mindestens ein Accordingly, a disc brake system according to the invention, in particular pneumatic disc brake system, for a vehicle, in particular commercial vehicle with a towing vehicle and a trailer, at least the following features: a) a number of vehicle axles, each end of which is provided with a wheel unit; b) at least one
Bremssteuergerät; wobei jede Radeinheit mindestens ein Rad, eine Scheibenbremse, einen Bremszylinder und eine Sensoreinrichtung umfasst. Jede Radeinheit umfasst weiterhin ein Druckregelmodul, ein Drucksteuerventil und eine Bremselektronik. Eine Scheibenbremse einer solchen Scheibenbremsanlage kann einen versteiften Bremssattel aufweisen.  Brake control unit; wherein each wheel unit comprises at least one wheel, a disc brake, a brake cylinder and a sensor device. Each wheel unit further comprises a pressure control module, a pressure control valve and a brake electronics. A disc brake of such a disc brake system may have a stiffened caliper.
Ein Grundgedanke der Erfindung liegt in der Überlegung, den Bremsweg weiter zu verkürzen, ohne dass das maximale Bremsmoment an einem Rad weiter erhöht wird. A basic idea of the invention lies in the consideration of further shortening the braking distance without further increasing the maximum braking torque on a wheel.
Eine Ausführung sieht vor, dass das jeweilige Druckregelmodul radnah angeordnet ist, wobei das jeweilige Drucksteuerventil in unmittelbarer Nähe des jeweiligen Bremszylinders angeordnet oder in den jeweiligen Bremszylinder integriert angeordnet ist. Dabei kann eine Leitungslänge zwischen dem jeweiligen Drucksteuerventil und dem jeweiligen Bremszylinder weniger als 5 cm betragen. In einer günstigen Ausführungsform beträgt der Abstand weniger als 1 cm, insbesondere vorteilhaft weniger als 5 mm. An embodiment provides that the respective pressure control module is arranged close to the wheel, wherein the respective pressure control valve in the immediate vicinity of the respective brake cylinder arranged or arranged integrated in the respective brake cylinder. In this case, a line length between the respective pressure control valve and the respective brake cylinder can be less than 5 cm. In a favorable embodiment, the distance is less than 1 cm, in particular advantageously less than 5 mm.
Auf diese Weise können die Ansprechzeiten („Totzeiten") der Radbremse durch Minimierung von Leitungslängen zwischen dem Drucksteuerventil, Druckregelmodul und Bremszylinder der Radbremse minimiert werden. Besonders vorteilhaft dabei kann dies durch eine so genannte Mechatronisierung der In this way, the response times ("dead times") of the wheel brake can be minimized by minimizing line lengths between the pressure control valve, pressure control module and brake cylinder of the wheel brake
Radbremse erfolgen, d.h. durch eine Integration von elektronischer Intelligenz und Ventilen in die Radeinheit.  Wheel brake take place, i. by integrating electronic intelligence and valves into the wheel unit.
In einer weiteren Ausführung sind die Scheibenbremsen einer rechten Seite des Fahrzeugs spiegelverkehrt zu einer gedachten Längsachse des Fahrzeugs der linken Seite des Fahrzeugs ausgebildet. Bevorzugt können alle Scheibenbremsen einer Seite des Fahrzeugs einen gleichen Aufbau aufweisen. In a further embodiment, the disc brakes of a right side of the vehicle are mirror-inverted to an imaginary longitudinal axis of the vehicle of the left side of the vehicle. All disc brakes of one side of the vehicle may preferably have the same structure.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn ein Druck der Druckluft der pneumatischen It is also advantageous if a pressure of the compressed air of the pneumatic
Scheibenbremsanlage zumindest teilweise 12,5 bar beträgt. Dies ist ein höherer Druck als der übliche Druckwert von ca. 8,5 bar. Derzeit liegt der so genannte Vorratsdruck im Anhänger unterhalb des üblichen Niveaus des Zugfahrzeugs. Disc brake system is at least partially 12.5 bar. This is a higher pressure than the usual pressure of about 8.5 bar. Currently, the so-called supply pressure in the trailer is below the usual level of the towing vehicle.
Ergänzt werden kann in einer Ausführungsform zumindest ein zusätzlicher Can be supplemented in one embodiment, at least one additional
Druckspeicherbehälter oder Druckblase je Achse oder radnah je Radeinheit angeordnet sein. So kann in einem Abstand von weniger als 5 cm neben dem Drucksteuerventil eine Druckblase angeordnet sein. Vorteilhaft kann ein Druckabfall bei einer Betätigung der Scheibenbremse somit verringert werden und dadurch der Bremszylinder schneller gefüllt werden. Damit kann ein Druckaufbaugradient („Rampe") zwecks schnelleren Bremsmomentaufbaus am Rad (MB = f(p)) erhöht werden. Dies kann besonders vorteilhaft erhöht werden, indem vergrößerte Ventilquerschnitte im Fahrzeug, z.B. im Gesamtzug oder zumindest in einem Anhänger/Auflieger vorgesehen sind. Ferner kann ein Querschnitt einer Versorgungsleitung zu dem Drucksteuerventil oder den Drucksteuerventilen einen Durchmesser von zumindest 10 mm, vorteilhaft 1 1 mm, Pressure accumulator tank or bladder per axle or radnah be arranged per wheel unit. Thus, a pressure bubble can be arranged at a distance of less than 5 cm next to the pressure control valve. Advantageously, a pressure drop during actuation of the disc brake can thus be reduced, thereby filling the brake cylinder more quickly. This allows a pressure increase gradient ("ramp") to be increased for faster braking torque buildup on the wheel (MB = f (p)), which can be increased particularly advantageously by providing enlarged valve cross sections in the vehicle, eg in the overall train or at least in a trailer / semitrailer Furthermore, a cross section of a supply line to the pressure control valve or the pressure control valves may have a diameter of at least 10 mm, advantageously 1 1 mm,
insbesondere besonders vorteilhaft 12 mm aufweisen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine intelligente Interpretation von Fahrzuständen und/oder Fahrmanövern durch elektronische Assistenzsysteme (z.B. EBS o.ä.) von einem Bremssteuergerät mit ausgewertet und in den Bremsvorgang einbezogen werden. Beispielhaft sei hier das vorsorgliche Anlegen der Bremsbeläge nach einem abrupten„vom Gas gehen" genannt, welches noch vor Betätigung des Bremspedals ein Lüftspiel der Bremse eliminiert und somit die Reaktionszeit und folglich den Bremsweg verkürzt. particularly particularly advantageous 12 mm. Another advantage is that an intelligent interpretation of driving conditions and / or driving maneuvers by electronic assistance systems (eg EBS or the like) are evaluated by a brake control unit and included in the braking process. As an example, the precautionary application of the brake pads after an abrupt "go from the gas" called, which eliminates a clearance of the brake before pressing the brake pedal and thus shortens the reaction time and consequently the braking distance.
In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug eine vorausschauende Sensorik aufweisen. Die vorausschauende Sensorik kann mit einem (Fahrer-) Assistenzsystem gekoppelt sein. So kann eine Gefahr oder ein anderer Grund für eine bevorstehende Bremsung oder Notbremsung erkannt werden und von der Bremssteuerung vorausschauende Maßnahmen eingeleitet werden, wie beispielsweise eine Lüftspielverkleinerung oder ein zusätzlicher Druckaufbau. Dies alles mit dem Ziel die Ansprechzeit der Bremse zu verkürzen oder sogenannte Totzeiten zu eliminieren oder zu verringern. In one embodiment, the vehicle may include predictive sensing. The anticipatory sensor system can be coupled with a (driver) assistance system. Thus, a danger or another reason for an imminent braking or emergency braking can be detected and initiated by the brake control predictive measures, such as a Lüftspielverkleinerung or additional pressure build-up. All this with the aim to shorten the response time of the brake or to eliminate or reduce so-called dead times.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt: The invention will be described with reference to an embodiment with reference to the drawings. It shows:
Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Fig. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of a
erfindungsgemäßen pneumatischen Scheibenbremsanlage eines Fahrzeugs;  pneumatic disc brake system according to the invention of a vehicle;
Fig. 2 eine graphische Darstellung von Übersetzungskurven; Fig. 2 is a graphical representation of translation curves;
Fig. 3 eine graphische Darstellung von Kraftverläufen eines Membranzylinders; 3 is a graphical representation of force curves of a diaphragm cylinder;
Fig. 4-4b graphische Darstellungen von Leistungen unterschiedlicher Fig. 4-4b graphical representations of benefits different
Bremskonfigurationen ;  Brake configurations;
Fig. 5 eine graphische Darstellung von Bremsmomenten mit Einflussfaktoren; und 5 shows a graph of braking torques with influencing factors; and
Fig. 6-7 graphische Darstellungen von Kurven einer Bremsanlage eines Zugfahrzeugs und eines Anhängers. 6-7 are graphs of curves of a brake system of a towing vehicle and a trailer.
Fig. 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Fig. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of a
erfindungsgemäßen pneumatischen Scheibenbremsanlage 1 eines Fahrzeugs 2. Das Fahrzeug 2 ist schematisch als Nutzfahrzeug mit einem Zugfahrzeug 3 und einem Pneumatic disc brake system 1 of a vehicle 2 according to the invention. The vehicle 2 is schematically as a commercial vehicle with a towing vehicle 3 and a
Anhänger 4, z.B. als Auflieger, dargestellt. Die Hauptfahrtrichtung vorwärts verläuft in Fig. 1 von rechts nach links. Die Scheibenbremsanlage 1 umfasst eine Zugfahrzeugbremse 1 a und eine Anhängerbremse 1 b. Die Zugfahrzeugbremse 1 a ist mit einem Druckluftspeicher versehen, der hier nicht gezeigt, aber leicht vorstellbar ist, wohingegen ein Anhängerluftspeicher 12 des Anhängers 4 mit einer zugehörigen Druckluftleitung 13 in Fig. 1 gezeigt ist. Das Zugfahrzeug 3 weist zwei Zugfahrzeugachsen 5 und 5a auf, wobei der Anhänger drei Anhängerachsen 6, 6a und 6b besitzt. Jedes Ende einer der Zugfahrzeugachsen 5, 5a ist jeweils mit einer Radeinheit 7 versehen. Ebenso weist jedes Ende einer der Anhängerachsen 6, 6a und 6b jeweils eine Radeinheit 7a auf. Jede Radeinheit 7, 7a ist mit zumindest einem Rad 8 ausgerüstet und wird unten noch weiter beschrieben. Pendant 4, e.g. as a semi-trailer. The main direction of travel forward in Fig. 1 from right to left. The disc brake system 1 comprises a towing vehicle brake 1 a and a trailer brake 1 b. The towing vehicle brake 1 a is provided with a compressed air reservoir, which is not shown here, but is easy to imagine, whereas a trailer air accumulator 12 of the trailer 4 is shown with an associated compressed air line 13 in Fig. 1. The towing vehicle 3 has two traction vehicle axles 5 and 5a, the trailer having three trailer axles 6, 6a and 6b. Each end of one of the towing vehicle axles 5, 5a is each provided with a wheel unit 7. Likewise, each end of one of the trailer axles 6, 6a and 6b each has a wheel unit 7a. Each wheel unit 7, 7a is equipped with at least one wheel 8 and will be described further below.
In dem Zugfahrzeug 3 ist hier ein Fahrzeugbremssteuergerät 9 angeordnet, welches für die Bremsanlage 1 des gesamten Fahrzeugs 2, also des Zugfahrzeugs 3 und des Anhängers 4 übergeordnet zuständig ist. Bei dem Fahrzeugbremssteuergerät 9 kann es sich um eine EBS- CPU handeln, wie sie bereits heute in Fahrzeugen eingesetzt wird, wobei das hier In the towing vehicle 3 here a vehicle brake control unit 9 is arranged, which is superordinate responsibility for the brake system 1 of the entire vehicle 2, so the towing vehicle 3 and the trailer 4. In the vehicle brake control unit 9 may be an EBS CPU, as it is already used in vehicles today, the here
beschriebene Fahrzeugbremssteuergerät 9 zum Stand der Technik erweiterte Funktionen umfassen kann. Der Anhänger 4 ist mit einem Anhängerbremssteuergerät 1 1 versehen, welches mit der Anhängerbremsanlage 1 b verbunden ist. Außerdem steht das described vehicle brake control unit 9 may include extended functions to the prior art. The trailer 4 is provided with a trailer brake control unit 1 1, which is connected to the trailer brake system 1 b. It also stands
Anhängerbremssteuergerät 1 1 mit dem Fahrzeugbremssteuergerät 9 in Verbindung. Jede Radeinheit 7, 7a umfasst neben dem zugehörigen mindestens einen Rad 8 eine Trailer brake control unit 1 1 with the vehicle brake control unit 9 in conjunction. Each wheel unit 7, 7a includes, in addition to the associated at least one wheel 8 a
Scheibenbremse 10, ein Druckregelmodul 14, ein Drucksteuerventil 15, einen Bremszylinder 16, eine Bremselektronik 17 und eine Sensoreinrichtung 18. Die Scheibenbremsen 10 der rechten Seite des Fahrzeugs 2 sind spiegelverkehrt zu einer gedachten Längsachse des Fahrzeugs 2 der linken Seite des Fahrzeugs 2 ausgebildet, wobei alle Scheibenbremsen 10 einer Seite des Fahrzeugs 2 in diesem Ausführungsbeispiel einen gleichen Aufbau aufweisen.  Disc brake 10, a pressure control module 14, a pressure control valve 15, a brake cylinder 16, a brake electronics 17 and a sensor device 18. The disc brakes 10 of the right side of the vehicle 2 are mirror-inverted to an imaginary longitudinal axis of the vehicle 2 of the left side of the vehicle 2, wherein all disc brakes 10 have a side of the vehicle 2 in this embodiment, a same structure.
An allen Radeinheiten 7, 7a ist das jeweilige Druckregelmodul 14 radnah angeordnet, wobei das jeweilige Drucksteuerventil 15 in unmittelbarer Nähe des jeweiligen Bremszylinders 16 angebracht ist. Das Druckregelmodul 14 weist einen maximalen Abstand von 50 cm zum Drucksteuerventil 15 auf. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand zwischen dem Druckregelmodul 14 und der jeweiligen Radeinheit 7, 7a weniger als 50 mm, besser weniger als 5 mm. Das Drucksteuerventil 15 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Abstand von weniger wie 50 mm von dem jeweiligen Bremszylinder 16 angeordnet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Abstand weniger als 10 mm, besser weniger als 5 mm. In einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel ist kein Abstand zwischen dem Bremszylinder 16 und dem Drucksteuerventil 15, d.h. diese beiden sind direkt ohne ein zusätzliches Rohrstück miteinander verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen At all wheel units 7, 7a, the respective pressure control module 14 is arranged close to the wheel, wherein the respective pressure control valve 15 is mounted in the immediate vicinity of the respective brake cylinder 16. The pressure control module 14 has a maximum distance of 50 cm to the pressure control valve 15. In a preferred embodiment, the distance between the pressure control module 14 and the respective wheel unit 7, 7a is less than 50 mm, more preferably less than 5 mm. The pressure control valve 15 is in the embodiment shown in FIG a distance of less than 50 mm from the respective brake cylinder 16 is arranged. In a preferred embodiment, this distance is less than 10 mm, more preferably less than 5 mm. In a further preferred embodiment, there is no distance between the brake cylinder 16 and the pressure control valve 15, ie these two are connected directly without an additional piece of pipe. In this way, the respective ones
Druckluftverbindungswege von dem jeweiligen Druckregelmodul 14 zu dem jeweiligen Compressed air connection paths from the respective pressure control module 14 to the respective
Drucksteuerventil 15 und dem daran angeschlossenen Bremszylinder 16 jeweils von einer minimalen Länge. Dadurch kann der Bremszylinder 16 schneller mit Luft gefüllt werden, insbesondere durch das nicht vorhandene oder kleine Volumen der Druckluftverbindungswege von dem jeweiligen Druckregelmodul 14 zu dem jeweiligen Drucksteuerventil 15. Pressure control valve 15 and the brake cylinder 16 connected thereto each of a minimum length. As a result, the brake cylinder 16 can be filled faster with air, in particular by the non-existent or small volume of Druckluftverbindungswege of the respective pressure control module 14 to the respective pressure control valve 15th
Außerdem sind diese Druckluftverbindungswege so ausgebildet, dass ihre In addition, these Druckluftverbindungswege are designed so that their
Strömungswiderstände bei dem vorgesehenen Druck der Druckluft und den auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten der Druckluft minimal sind. Dies wird durch einen entsprechend großen Querschnitt und der inneren Oberfläche der Druckluftverbindungswege erreicht. In einem Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser der Druckluftverbindungswege 10 mm. In einem weiteren Ausführungsbeispiel beträgt der Querschnitt 12 mm, in einem alternativen Ausführungsbeispiel beträgt der Querschnitt 14 mm oder 15 mm. Der Querschnitt kann bei Beachtung von entsprechenden Randparametern auch noch über den genannten Maßen liegen. Zudem sind die Übergänge zwischen den Druckluftverbindungswegen und den mit ihnen kommunizierenden Räume strömungstechnisch so gestaltet, dass ein Entstehen von Wirbeln minimiert ist. Flow resistance at the intended pressure of the compressed air and the occurring flow velocities of the compressed air are minimal. This is achieved by a correspondingly large cross-section and the inner surface of the Druckluftverbindungswege. In one embodiment, the diameter of the compressed air connection paths is 10 mm. In a further embodiment, the cross section is 12 mm, in an alternative embodiment, the cross section is 14 mm or 15 mm. The cross-section may also be above the specified dimensions, taking into account the corresponding edge parameters. In addition, the transitions between the compressed air connection paths and the communicating with them spaces are fluidically designed so that the formation of eddies is minimized.
Auf diese Weise ist es möglich, dass eine Verkürzung der Ansprechzeiten, die als„Totzeiten" bezeichnet werden, minimiert werden können. Zusätzlich ergibt sich bei dieser Ausführung eine Erhöhung eines Druckaufbaugradienten („Rampe") und somit ein schnellerer In this way, it is possible to minimize shortening of the response times, referred to as "dead times." In addition, this embodiment results in an increase in a pressure buildup gradient ("ramp"), and thus a faster one
Bremsmomentaufbau an dem Rad 8 einer jeden Radeinheit 7, 7a. Hierbei ist auch die Höhe des Drucks der Druckluft von Bedeutung. So ist in diesem Ausführungsbeispiel der Druck der Druckluft auf einen Wert von ca. 12,5 bar angehoben. In einem alternativen Braking torque build-up on the wheel 8 of each wheel unit 7, 7a. Here, the amount of pressure of the compressed air is important. Thus, in this embodiment, the pressure of the compressed air is raised to a value of about 12.5 bar. In an alternative
Ausführungsbeispiel ist der Druck auf einen Wert von ca. 14 bar angehoben. Embodiment, the pressure is raised to a value of about 14 bar.
Jede Radeinheit 7 kommuniziert mit dem jeweiligen Drucksteuermodul 14, wobei jede Each wheel unit 7 communicates with the respective pressure control module 14, each
Radeinheit 7a über das jeweilige Drucksteuermodul 14 mit der Druckluftleitung 13 Wheel unit 7a via the respective pressure control module 14 with the compressed air line 13th
kommuniziert. communicated.
Jede Sensoreinrichtung 18 einer jeden Radeinheit 7, 7a ist mit der radnahen Bremselektronik 17 auf kürzestem Weg verbunden. Damit ist es möglich, dass einerseits eine schnelle Signalübertragung zwischen Sensoreinrichtung 18 und Bremselektronik 17 direkt an der Radeinheit 7, 7a erfolgt. Andererseits können durch kurze Leitungslängen der elektrischen Übertragungswege Störungen durch Einstrahlung reduziert werden. Die Bremselektronik 17 ist in einem Ausführungsbeispiel im Bauraum des Bremszylinders 16 angeordnet oder alternativ in einem Gehäuse angeordnet, welches direkt mit dem Bremszylinder 16 verbunden ist, beispielsweise verschraubt ist. Each sensor device 18 of each wheel unit 7, 7a is connected to the wheel-near brake electronics 17 by the shortest route. Thus it is possible that on the one hand a fast Signal transmission between sensor device 18 and brake electronics 17 takes place directly on the wheel unit 7, 7a. On the other hand, short-circuit lengths of the electrical transmission paths can reduce interference due to radiation. The brake electronics 17 is arranged in one embodiment in the space of the brake cylinder 16 or alternatively arranged in a housing which is directly connected to the brake cylinder 16, for example screwed.
Jede Radeinheit 7, 7a weist somit individuell eine eigenständige Regelung auf. Es wird ein geschlossener Regelkreis gebildet, da jedes Rad individuell sensiert und über das jeweilige Druckregelmodul 14 sowie das jeweilige Drucksteuerventil 15 angesteuert wird. Eine übergeordnete Regelung bzw. Steuerung erfolgt durch das jeweilige Bremssteuergerät, das heißt das Fahrzeugbremssteuergerät 9 und ergänzend oder alternativ das Each wheel unit 7, 7a thus has individually an independent control. A closed control loop is formed, since each wheel is individually sensed and controlled via the respective pressure control module 14 and the respective pressure control valve 15. A higher-level regulation or control is performed by the respective brake control unit, that is, the vehicle brake control unit 9 and additionally or alternatively the
Anhängerbremssteuergerät 1 1 . Damit ist eine sogenannte mehrkanalige Ausführung der Bremselektronik vorgesehen. Trailer brake control unit 1 1. For a so-called multi-channel design of the brake electronics is provided.
Das übergeordnete Fahrzeugbremssteuergerät 9 steht außerdem mit einem The parent vehicle brake control unit 9 is also available with a
Fahrzeugsteuergerät 19 in Verbindung. Dadurch ist es möglich, dass intelligente Vehicle control unit 19 in conjunction. This makes it possible for that to be intelligent
Interpretationen von Fahrzuständen bzw. Fahrmanövern durch elektronische Assistenzsysteme (EBS, Abstandserfassung, usw.) mit in einen Bremsvorgang einbezogen werden können. Damit kann ein Bremsweg zusätzlich verkürzt werden, indem die Reaktionszeit eines Fahrers mittels dieser Assistenzsysteme überbrückt wird. So ist ein vorzeitiges Anlegen der Bremsbeläge möglich, d.h. ein Lüftspiel der jeweiligen Scheibenbremse 10 wird auf ein Mindestmaß verkleinert und der Hub des jeweiligen Bremszylinders 16 ist reduziert. Beispielsweise kann dies auch erfolgen, wenn ein abruptes„vom Gas gehen" als Beginn eines Bremsvorgangs interpretiert wird (z.B. auch unter Zuhilfenahme weiterer Randbedingungen). In einem Interpretations of driving conditions or driving maneuvers by electronic assistance systems (EBS, distance detection, etc.) can be included in a braking process. In order for a braking distance can be additionally shortened by the reaction time of a driver is bridged by means of these assistance systems. Thus, premature application of the brake pads is possible, i. a clearance of the respective disc brake 10 is reduced to a minimum and the stroke of the respective brake cylinder 16 is reduced. For example, this can also be done when an abrupt "going off-gas" is interpreted as the beginning of a braking operation (for example, also with the aid of further boundary conditions)
Anwendungsszenario erkennt eine vorausschauende Sensorik eine bevorstehende Application scenario detects a forward-looking sensors an upcoming
Bremssituation oder Notbremssituation und gibt ein entsprechendes Steuersignal aus, um das Lüftspiel bereits zu reduzieren oder die Beläge bereits anzulegen. Der hierfür notwendige Luftdruck bzw. das dafür notwendige Luftvolumen je Bremszylinder im Bremszylinder 16 ist zwar im Verhältnis zum für die danach stattfindende Vollbremsung oder Notbremsung gering, doch auch dies kann bereits in den Versorgungsleitungen ausgeglichen werden und hilft dabei, wenn der entsprechende Bremsvorgang vom Fahrer oder Assistenzsystem initiiert wird, die Reaktionszeit zu überbrücken, das Fahrzeug schneller abzubremsen und somit den Bremsweg insgesamt zu verkürzen. Braking or emergency braking situation and outputs a corresponding control signal to reduce the clearance already or apply the pads already. Although the necessary air pressure or the necessary air volume per brake cylinder in the brake cylinder 16 is low in relation to the then occurring full braking or emergency braking, but this can already be compensated in the supply lines and helps, if the corresponding braking by the driver or Assistance system is initiated, to bridge the reaction time, the vehicle decelerate faster and thus shorten the braking distance overall.
Um eine optimale Ausnutzung des Reibwertes zwischen Straßenbelag und Reifen For optimum utilization of the coefficient of friction between the road surface and the tire
sicherzustellen hat das ABS (Antiblockiersystem) die Aufgabe während des Bremsvorgangs die Radgeschwindigkeit nahe an der Schlupfgrenze zu halten. Damit soll sichergestellt werden, dass die maximal mögliche Verzögerung erreicht wird und das Fahrzeug gleichzeitig den Lenkbefehlen des Fahrers folgen kann. Dabei wird das ABS im Wesentlichen von folgenden Faktoren beeinflusst: to ensure the ABS (anti-lock braking system) has the task during the braking process Keep wheel speed close to the slip limit. This is to ensure that the maximum possible delay is achieved and the vehicle can simultaneously follow the driver's steering commands. The ABS is essentially influenced by the following factors:
Reifen: Die maximal erreichbare Verzögerung ist proportional zum„Grip" des Reifens Tires: The maximum achievable deceleration is proportional to the "grip" of the tire
Druckluftanlage: Einen großen Einfluss auf das Regelverhalten haben der Druckgradient für den Auf- und Abbau des Bremszylinderdruckes, sowie kurze Reaktionszeiten beim Übergang von Druck halten und Druck Auf-, bzw. Abbauvorgängen. Compressed air system: The pressure gradient for the assembly and disassembly of the brake cylinder pressure has a great influence on the control behavior, as well as short reaction times in the transition from pressure to hold and pressure build-up or degradation processes.
Radbremse: Die Radbremse beeinflusst die ABS-Regelung durch den Zuspannkraft- bzw. Wheel brake: The wheel brake influences the ABS control by the clamping force or
Bremsmomentgradienten beim Betätigen und Lösen der Bremse. Dabei ist es für das Brake torque gradients when operating and releasing the brake. It is for that
Regelverhalten von Vorteil, wenn der Zylinderhubbedarf der Bremse möglichst gering ist. Control behavior advantageous if the cylinder stroke demand of the brake is as low as possible.
Radaufhängung: Die Radaufhängung ist idealerweise so ausgeführt, dass die Normalkraft des Reifens auf der Fahrbahn möglichst wenigen Schwankungen unterliegt. Hierbei wirken sich z.B. eine starke Dämpfung und möglichst kleine ungefederte Massen positiv aus. Suspension: The suspension is ideally designed so that the normal force of the tire on the road surface is subject to as few variations as possible. Hereby, e.g. a strong damping and the smallest possible unsprung masses positive.
Die Zuspannkraft einer pneumatischen Scheibenbremse wird durch die mechanische The clamping force of a pneumatic disc brake is by the mechanical
Übersetzung der Zylinderkraft erzeugt. Dieser Zusammenhang lässt sich durch folgende Formel darstellen: Translation of the cylinder force generated. This relationship can be represented by the following formula:
F„ = F„ x i x η F "= F" x i x η
Zuspann Zyl '  Apply Zyl '
Dabei ist i die mechanische Übersetzung und η der mechanische Wirkungsgrad der Here, i is the mechanical translation and η the mechanical efficiency of
Zuspannmechanik. Application mechanism.
Die Kraftabgabe eines herkömmlichen pneumatischen Bremszylinders 16 als The power output of a conventional pneumatic brake cylinder 16 as
Membranbremszylinder ist abhängig vom Zylinderhub, der in der Regel für Scheibenbremsen 64 mm beträgt. Die Zylinderkraft nimmt ab einem bestimmten Hub ab und damit zwangsläufig auch die Zuspannkraft. Das kann im begrenzten Maß durch einen progressiven Verlauf der mechanischen Übersetzung kompensiert werden. In den Figuren 2 und 3 wird dieser Diaphragm brake cylinder depends on the cylinder stroke, which is usually 64 mm for disc brakes. The cylinder force decreases from a certain stroke and thus inevitably also the clamping force. This can be compensated to a limited extent by a progressive course of the mechanical translation. In FIGS. 2 and 3 this becomes
Zusammenhang graphisch dargestellt. In Fig. 2 ist eine graphische Darstellung von Übersetzungskurven 20, 20a als ein Übersetzungsverhältnis i über einem Zylinderhub xp gezeigt. Fig. 3 stellt eine graphische Darstellung von Kraftverläufen eines Membranzylinders bei verschiedenen Connection shown graphically. FIG. 2 shows a graphical representation of gear ratios 20, 20a as a gear ratio i over a cylinder stroke xp. FIG. 3 is a graph showing force courses of a diaphragm cylinder at various stages. FIG
Druckbeaufschlagungen dar. Dabei ist eine Zylinderkraft Fzy, über dem Zylinderhub xp aufgetragen. This is a cylinder force F zy , plotted on the cylinder stroke xp.
Es ist daher zu erwarten, dass ein Bremssattel mit einer geringeren Steifigkeit (=höherer Hubbedarf) ein geringeres Bremsmoment bzw. einen langsameren Bremsmomentaufbau aufweist als ein Bremssattel mit einer geringeren Verformung. Daraus ergibt sich die It is therefore to be expected that a caliper with a lower rigidity (= higher lifting requirement) has a lower braking torque or a slower braking torque build-up than a caliper with a lower deformation. This results in the
Notwendigkeit, die Geometrie des Sattels dahingehend zu ändern, dass dieser eine erhöhte Steifigkeit aufweist. Need to change the geometry of the saddle so that it has an increased rigidity.
Aufgrund der größeren Steifigkeit des Sattels kann der radiale Bauraum besser ausgenutzt werden. So kann der Sattel, wenn er sich weniger verformt, näher an die Hüllkontur angenähert werden. Vorteilhaft kann somit auch die Bremsscheibe im Durchmesser bei gleichbleibenden Felgendurchmesser vergrößert werden. Durch den daraus sich ergebenden radial weiter außen liegenden Angriffspunkt oder Wirkpunkt für die Bremsbeläge an der Bremsscheibe wird bei gleichbleibender Bremskraft bzw. Zuspannkraft ein höheres Bremsmoment erzeugt. Aus einem vergrößerten Bremsmoment ergibt sich auch ein kürzerer Bremsweg. Durch den größeren Radius der resultierenden Zustellkraft ergibt sich auch ein größeres Bremsmoment. Due to the greater rigidity of the saddle, the radial space can be better utilized. Thus, the saddle, when deformed less, can be approximated closer to the envelope contour. Advantageously, thus, the brake disc can be increased in diameter at the same rim diameter. Due to the resulting radially further outward point or point of action for the brake pads on the brake disc a higher braking torque is generated at the same braking force or clamping force. From an increased braking torque results in a shorter braking distance. Due to the larger radius of the resulting feed force also results in a larger braking torque.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Sattelrücken einen Z-Profil-Querschnitt auf. Im In one embodiment, the seat back has a Z-profile cross-section. in the
Vergleich zu einem Sattelrückens in Form eines Doppel T-Trägers (I-Profil-Querschnitt) ergibt sich bei dem Z-Profil eine geringere Kipp-Neigung der Bremse am Rücken und damit ein sehr gutes Radial-Verschleiß-Verhalten. Compared to a saddle back in the form of a double T-beam (I-profile cross-section) results in the Z-profile a lower tilt angle of the brake on the back and thus a very good radial wear behavior.
Der in einem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 bereits beschriebene Einsatz einer The already described in an embodiment in Fig. 1 use of a
vorausschauenden Sensorik und ergänzend oder alternativ mit einem Fahrerassistenzsystem und deren Verknüpfung mit der Bremssteuerung kann genutzt werden, um das Lüftspiel situationsabhängig oder zumindest im Vorfeld eines zu erwartenden Bremseinsatzes einzustellen, führt zu einem schnelleren Ansprechen der Bremse auf den Bremswunsch. Forward-looking sensors and additionally or alternatively with a driver assistance system and their connection to the brake control can be used to adjust the clearance depending on the situation or at least in advance of an expected brake application, leads to a faster response of the brake to the braking request.
Die Übersetzungskurve 20 in Fig. 2 stellt eine konstante Übersetzung dar, wohingegen die Übersetzungskurve 20a einer progressiven Übersetzung zugeordnet ist. The translation curve 20 in Fig. 2 represents a constant translation, whereas the translation curve 20a is associated with a progressive translation.
Es ist aus Fig. 3 deutlich erkennbar, dass bei einem maximalen Zylinderhub xp von ca. 64-65 mm die Zylinderkraft Fzyi (auch bei verschiedenen Drücken) abnimmt. Aus Fig. 2 ist bei diesem maximalen Zylinderhub xp von ca. 64-65 mm erkennbar, dass die progressive It can be clearly seen from FIG. 3 that with a maximum cylinder stroke xp of approximately 64-65 mm, the cylinder force F zy i decreases (also at different pressures). From Fig. 2 is in this maximum cylinder stroke xp of about 64-65 mm recognizable that the progressive
Übersetzungskurve 20a einen deutlich höheren Wert annimmt als die konstante Translation curve 20a takes a much higher value than the constant
Übersetzungskurve 20. Weiterhin ist Fig. 2 zu entnehmen, dass bei einem kleineren Translation curve 20. Furthermore, Fig. 2 it can be seen that at a smaller
Zylinderhub xp, z.B. bei 35-40 mm die konstante Übersetzungskurve 20 über der progressiven Übersetzungskurve 20a liegt. Cylinder stroke xp, e.g. at 35-40 mm, the constant translation curve 20 is above the progressive translation curve 20a.
Bei Versuchen wurde der Einfluss einer reduzierten Bremssattelsteifigkeit auf das In tests, the influence of a reduced caliper stiffness on the
Bremsmoment untersucht. Dabei wurde eine Serienbremse so modifiziert, dass der Bremssattel eine höhere Verformung aufweist. Die Auswirkungen auf das Bremsmoment wurden auf einem Schwungmassenprüfstand im Leistungstest untersucht. Braking torque examined. Here, a series brake was modified so that the caliper has a higher deformation. The effects on braking torque were examined on a dynamometer in the performance test.
Für die beiden Messreihen, bei welchen ein Bremsmomentverlauf in Abhängigkeit vom eingesteuerten Zylinderdruck untersucht wurde, wurde die gleiche Einstellung für den For the two series of measurements in which a braking torque curve was investigated as a function of the cylinder pressure applied, the same setting was made for the
Druckgradienten verwendet. Die Scheibentemperatur zum Beginn der Bremsung betrug bei allen Messungen 100 °C. Pressure gradient used. The wheel temperature at the beginning of braking was 100 ° C in all measurements.
Das Testergebnis bestätigt die vor dem Versuch getroffenen Annahmen. Es hat sich dabei herausgestellt, dass das maximale Bremsmoment der modifizierten Bremse etwa 3,4 kNm (~ 1 1 %) niedriger ist als bei dem Seriensattel. Außerdem kann man erkennen, dass der Gradient (Bremsmoment / Druck) ab ca. 5 bar Zylinderdruck bei der modifizierten Bremse flacher wird. Ursächlich hierfür ist, dass ab einem bestimmten Zuspannkraftniveau die Sattelverformung einen zunehmenden Einfluss hat. The test result confirms the assumptions made before the experiment. It has been found that the maximum braking torque of the modified brake is about 3.4 kNm (~ 1 1%) lower than the standard caliper. In addition, it can be seen that the gradient (braking torque / pressure) from about 5 bar cylinder pressure is flatter in the modified brake. The reason for this is that the saddle deformation has an increasing influence above a certain application force level.
In einem nächsten Schritt wurde eine weitere Versuchsreihe durchgeführt mit dem Ziel, das maximale Leistungspotenzial der Scheibenbremse auszuschöpfen. Dafür wurde ein In a next step, a further series of experiments was carried out with the aim of exploiting the maximum performance potential of the disc brake. For that was one
Prototypsattel mit einer deutlich höheren Steifigkeit als der Seriensattel gefertigt und mit diesem in einem so genannten SMP Leistungstest verglichen.  Prototype saddle manufactured with a significantly higher rigidity than the standard saddle and compared with this in a so-called SMP performance test.
Dabei wurden noch folgende Parameter zur Leistungssteigerung geändert: The following parameters were changed to increase performance:
Belagreibwert Belagreibwert
Belagdicke  lining thickness
Dicke der Bremsscheibe  Thickness of the brake disc
Lüftspiel zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe  Clearance between brake pad and brake disc
Der vergleichende Leistungstest wurde mit folgenden Konfigurationen gefahren: a) Serienbremse mit Serienbelag und Scheibe The comparative performance test was run with the following configurations: a) Series brake with standard lining and disc
b) Serienbremse mit hohem Belagreibwert und Serienscheibe b) Series brake with high friction coefficient and standard pulley
c) Modifiziertes Bremse mit hoher Steifigkeit und hohem Belagreibwert Das Ergebnis ist in den Figuren 4-4b dargestellt. Fig. 4 zeigt ein Bremsmoment MB über der Zeit t. In Fig. 4a ist über dem gleichen Zeitmaßstab ein Bremsdruck pB aufgetragen, und in Fig. 4b ist der Zylinderhub xp über dem gleichen Zeitmaßstab aufgetragen. c) Modified high rigidity, high friction pad friction brake The result is shown in Figures 4-4b. Fig. 4 shows a braking torque MB over the time t. In FIG. 4a, a brake pressure pB is plotted over the same time scale, and in FIG. 4b the cylinder stroke xp is plotted over the same time scale.
In den Figuren 4-4b ist eine Serienbremse jeweils durch den Graph 22 dargestellt. Die Graphen 23 bezeichnen die Kurve einer Serienbremse mit erhöhtem Belagreibwert. Mit den Graphen 24 werden die Kurven einer Bremse mit einem versteiften Bremssattel und mit erhöhtem In FIGS. 4-4b, a series brake is represented by the graph 22, respectively. The graphs 23 designate the curve of a series brake with increased coating friction coefficient. Graphs 24 show the curves of a brake with a stiffened caliper and with a raised brake caliper
Belagreibwert gezeigt. Belagreibwert shown.
Das Ergebnis zeigt wie erwartet signifikante Unterschiede in der Leistung der einzelnen As expected, the result shows significant differences in the performance of the individual
Probanden in den Figuren 4-4b. Dabei können die Effekte der einzelnen Maßnahmen durchaus aufgelöst werden, wie Fig. 5 in einer graphischen Darstellung von Bremsmomenten mit Einflussfaktoren zeigt. Subjects in Figures 4-4b. The effects of the individual measures can be completely resolved, as shown in FIG. 5 in a graph of braking torques with influencing factors.
In Fig. 5 ist das Bremsmoment MB über der Zeit t aufgetragen. Die Kurve 22 be- zeichnet die Serienbremse, die Kurve 23 die Serienbremse mit erhöhtem Belagreibwert, und die Kurve 24 die Bremse mit einem versteiften Bremssattel und mit erhöhtem Belagreibwert. In Fig. 5, the braking torque MB is plotted against the time t. The curve 22 designates the series brake, the curve 23 the series brake with increased coating friction coefficient, and the curve 24 the brake with a stiffened brake caliper and with increased pad friction coefficient.
Mit den Bezugszeichen 25, 26 und 27 sind folgende Einflussfaktoren markiert: 25 bezeichnet den Einflussfaktor der Lüftspielverkleinerung, The following influencing factors are marked by the reference symbols 25, 26 and 27: 25 denotes the influencing factor of the clearance reduction,
26 bezeichnet den Einflussfaktor der Steifigkeit (hier des Bremssattels),  26 denotes the influencing factor of the stiffness (here of the caliper),
27 bezeichnet den Einflussfaktor des Belagreibwertes.  27 designates the influencing factor of the lining friction coefficient.
Im Vergleich zur Serienkonfiguration erreicht die modifizierte Bremse bei einem Zylinderdruck von 10 bar mit hohem Belagreibwert einen um 5 m kürzeren Bremsweg. Da es sich hierbei um einen Schwungmassenprüfstandsversuch handelt, findet keine ABS Regelung statt. Diese Einflüsse sind hier also nicht berücksichtigt und werden in einem nachfolgenden Fahrzeugtest untersucht. Um eine Optimierung des ABS Regelverhaltens zu erzielen, sind möglichst hohe Compared to the standard configuration, the modified brake achieves a braking distance that is 5 m shorter at a cylinder pressure of 10 bar with a high lining friction coefficient. Since this is a Schwungmassenprüfstandsversuch, no ABS control takes place. These influences are therefore not taken into account here and will be examined in a subsequent vehicle test. To achieve an optimization of the ABS control behavior are as high as possible
Druckgradienten für Auf- und Abbau des Drucks anzustreben. Mögliche Maßnahmen hierfür sind ein höherer Systemdruck, sowie vergrößerte Leitungs- und Ventilquerschnitte. Ein positiver Effekt wird ebenfalls durch die Reduzierung des Füllvolumens (Leitungen und Bremszylinder) erzielt. To strive for pressure gradients for assembly and disassembly of the pressure. Possible measures for this are a higher system pressure, as well as enlarged line and valve cross sections. A positive Effect is also achieved by reducing the filling volume (lines and brake cylinder).
Basierend auf diesen Überlegungen wurde ein Simulationsmodell aufgebaut, bei welchem das Druckregelmodul 14 und das Drucksteuerventil 15 möglichst bremsen- nah im bzw. am Based on these considerations, a simulation model was set up in which the pressure control module 14 and the pressure control valve 15 are as close to the brake as possible in or on the brake
Bremszylinder 16 integriert sind. Für das Simulationsmodell wurde außerdem der Zylinderhub xp im Vergleich zu einer konventionellen Serienbremse um 50% reduziert und ein höherer Reibwert für den Bremsbelag angesetzt. Fig. 6 zeigt die Ergebnisse des Simulationsvergleichs für das Zugfahrzeug 3 zwischen einer Bremse 22a mit Serienkonfiguration und einer optimierten Bremse 23a, 24a mit zwei unterschiedlichen Zylindergrößen. Dabei betrifft die linke Seite der Fig. 6 die Zuspannung der Bremse und die rechte Seite das Lösen der Bremse. Von oben nach unten sind auf gleichem Zeitmaßstab die folgenden Größen aufgetragen:  Brake cylinder 16 are integrated. For the simulation model, the cylinder stroke xp was also reduced by 50% compared to a conventional series brake and a higher coefficient of friction was applied for the brake lining. 6 shows the results of the simulation comparison for the towing vehicle 3 between a brake 22a with a series configuration and an optimized brake 23a, 24a with two different cylinder sizes. In this case, the left side of Fig. 6 refers to the brake application and the right side of the release of the brake. From top to bottom, the following sizes are plotted on the same time scale:
Kammerdruck pbch, Bremsmoment MB, Zuspannkraft Fcal, Zylinderhub xp Chamber pressure pbch, braking torque MB, clamping force Fcal, cylinder stroke xp
Bedingt durch den höheren Belagreibwert benötigt der Prototyp der optimierten Bremse 23a, 24a weniger Zuspannkraft Fcai, um das gleiche Bremsmoment MB wie die Serienkonfiguration 22a zu erreichen. Dadurch kann der Zylinderdurchmesser verkleinert werden, was auch einen positiven Einfluss auf die Bremskammerfüllzeit hat. In Kombination mit der deutlich erhöhten Sattelsteifigkeit des Prototypen der optimierten Bremse 23a, 24a wird der Zylinderdruck bzw. Kammerdruck pbCh, abhängig vom Kolbendurchmesser, um ca. 1 ,5 bzw.3,5 bar reduziert. Fig. 7 ist wie Fig. 6 aufgebaut und zeigt den Simulationsvergleich des Anhängers 4 als Due to the higher coating friction coefficient, the prototype of the optimized brake 23a, 24a requires less application force F ca i in order to achieve the same braking torque M B as the series configuration 22a. As a result, the cylinder diameter can be reduced, which also has a positive influence on the Bremskammerfüllzeit. In combination with the significantly increased saddle stiffness of the prototype of the optimized brake 23a, 24a, the cylinder pressure or chamber pressure p bCh , depending on the piston diameter, reduced by about 1, 5 and 3.5 bar. Fig. 7 is constructed as Fig. 6 and shows the simulation comparison of the trailer 4 as
Sattelauflieger. Zusätzlich zu den im Zugfahrzeug 3 vorgenommenen Modifikationen wurde hier der Systemdruck von 8,5 bar auf 12,5 bar angehoben und jede Radeinheit 7a mit einem ABS Sensoreinrichtung 18 und Drucksteuerkanal versehen. Zusätzlich zu den für das Zugfahrzeug 3 beschriebenen Effekten sieht man im Aufbau des Bremsmoments MB einen signifikanten Einfluss durch den höheren System- druck. Das maximale Bremsmoment MB wird ca. 100 ms früher erreicht als mit einem Systemdruck von 8,5 bar, welcher z.B. durch die Kurve 24b gezeigt ist. Um die Teilergebnisse aus den Vorversuchen und den Simulationen zusammenzuführen wurde abschließend ein Vergleichstest im Fahrzeug gefahren. Hierfür wurden die Verzögerungswerte, bzw. die Bremswege zweier Sattelzüge - einer mit Originalkonfiguration der Bremsanlage und einer mit den oben beschriebenen Modifikationen - miteinander verglichen. Semitrailer. In addition to the modifications made in the towing vehicle 3, the system pressure was increased from 8.5 bar to 12.5 bar and each wheel unit 7a provided with an ABS sensor device 18 and pressure control channel. In addition to the effects described for the towing vehicle 3, the structure of the braking torque MB shows a significant influence due to the higher system pressure. The maximum braking torque MB is reached about 100 ms earlier than with a system pressure of 8.5 bar, which is shown for example by the curve 24b. In order to merge the partial results from the preliminary tests and the simulations, a comparison test was carried out in the vehicle. For this, the delay values, or the braking distances of two semitrailer - one with original configuration of the brake system and one with the modifications described above - compared.
Die Innenmechanik, z.B. die Bauteile der Zuspannmechanik, der Scheibenbremse 10 sind in der obigen Beschreibung nicht berücksichtigt worden. Sie können selbstverständlich im Vergleich zu der Serienbremse versteift werden. The internal mechanics, e.g. the components of the application mechanism, the disc brake 10 have not been considered in the above description. They can of course be stiffened compared to the standard brake.
Eine Versteifung des Bremssattels sowie der Innenmechanik ist z.B. durch eine geeignete Werkstoffwahl, Temperaturbehandlung, Form, Versteifungsrippen möglich. A stiffening of the caliper and the internal mechanism is e.g. by a suitable choice of materials, temperature treatment, shape, stiffening ribs possible.
Durch die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist die Erfindung nicht eingeschränkt, sondern im Rahmen der beigefügten Ansprüche modifizierbar. By the embodiments described above, the invention is not limited, but modifiable within the scope of the appended claims.
So ist z.B. denkbar, dass anstelle von Luft ein gasförmiges Medium mit einer geringeren Kompressibilität als Luft verwendet wird. For example, it is conceivable that instead of air, a gaseous medium with a lower compressibility than air is used.
Bezugszeichen reference numeral
1 Scheibenbremsanlage 1 disc brake system
1 a Zugfahrzeugbremse  1 a towing vehicle brake
1 b Anhängerbremse  1 b trailer brake
2 Fahrzeug  2 vehicle
3 Zugfahrzeug  3 towing vehicle
4 Anhänger  4 pendants
5, 5a Zugfahrzeugachse  5, 5a tractor axle
6, 6a, 6b Anhängerachse  6, 6a, 6b trailer axle
7, 7a Radeinheit  7, 7a wheel unit
8 Rad  8 wheel
9 Fahrzeugbremssteuergerät 9 Vehicle brake control unit
10 Scheibenbremse 10 disc brake
1 1 Anhängerbremssteuergerät 1 1 trailer brake control unit
12 Anhängerluftspeicher 12 trailer air storage
13 Druckluftleitung  13 compressed air line
14 Druckregelmodul  14 pressure control module
15 Drucksteuerventil  15 pressure control valve
16 Bremszylinder  16 brake cylinders
17 Bremselektronik  17 brake electronics
18 Sensoreinrichtung  18 sensor device
19 Fahrzeugsteuergerät  19 vehicle control unit
20, 20a Übersetzungskurve  20, 20a Translation curve
21 Kraftverlauf  21 Force progression
22, 22a Graph Serienbremse  22, 22a graph series brake
23, 23a; 24, 24a, 24b Graph Bremse  23, 23a; 24, 24a, 24b Graph brake
25, 26, 27 Einflussfaktor  25, 26, 27 influencing factor
I ÜbersetzungsverhältnisI gear ratio
F Kraft F force
MB Bremsmoment M B braking torque
Pbch Kammerdruck p Zylinderhub  Pbch chamber pressure p cylinder stroke

Claims

Ansprüche claims
1 . Pneumatische Scheibenbremsanlage (1 ), für ein Fahrzeug (2), welche wenigstens folgende Merkmale aufweist: eine Anzahl von Fahrzeugachsen (5, 5a; 7, 7a, 7b), von denen jedes Ende jeweils mit einer Radeinheit (7) versehen ist; mindestens ein Bremssteuergerät (9, 1 1 ); wobei jede Radeinheit (7) mindestens ein Rad (8), eine Scheibenbremse (10), einen Bremszylinder (16) und eine Sensoreinrichtung (18) umfasst, wobei jede Radeinheit (7) weiterhin ein Druckregelmodul (14), ein Drucksteuerventil (15) und eine Bremselektronik (17) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass e) das jeweilige Druckregelmodul (14) radnah angeordnet ist, wobei das jeweilige 1 . A pneumatic disc brake system (1) for a vehicle (2), comprising at least: a number of vehicle axles (5, 5a; 7, 7a, 7b), each end of which is provided with a wheel unit (7); at least one brake control unit (9, 11); wherein each wheel unit (7) comprises at least one wheel (8), a disc brake (10), a brake cylinder (16) and a sensor device (18), each wheel unit (7) further comprising a pressure control module (14), a pressure control valve (15) and a brake electronics (17), characterized in that e) the respective pressure control module (14) is arranged close to the wheel, wherein the respective
Druckregelmodul (14) und das jeweilige Drucksteuerventil (15) in unmittelbarer Nähe des jeweiligen Bremszylinders (16) angeordnet oder in den jeweiligen Bremszylinder (16) integriert angeordnet sind.  Pressure control module (14) and the respective pressure control valve (15) in the immediate vicinity of the respective brake cylinder (16) arranged or in the respective brake cylinder (16) are arranged integrated.
2. Scheibenbremsanlage (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das 2. Disc brake system (1) according to claim 1, characterized in that the
Fahrzeug (2) ein Nutzfahrzeug ist, insbesondere ein Nutzfahrzeug bestehend aus einem Zugfahrzeug (3) und einem Anhänger (4) ist.  Vehicle (2) is a commercial vehicle, in particular a commercial vehicle consisting of a towing vehicle (3) and a trailer (4).
Scheibenbremsanlage (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fahrzeugachse (5, 5a; 7, 7a, 7b) und/oder jede Radeinheit (7) ausgebildet ist, mittels der Sensoreinrichtung (18) sensiert und/oder unter Verwendung des Druckregelmoduls (14) und/oder des Drucksteuerventils (15) der Radeinheit (7) geregelt zu werden. 4. Scheibenbremsanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Disc brake system (1) according to claim 2, characterized in that each vehicle axle (5, 5a; 7, 7a, 7b) and / or each wheel unit (7) is formed by means of the sensor device (18) sensed and / or using the pressure control module (14) and / or the pressure control valve (15) of the wheel unit (7) to be controlled. 4. Disc brake system (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Scheibenbremsen (10) einer rechten Seite des Fahrzeugs (2) spiegelverkehrt zu einer gedachten Längsachse des Fahrzeugs (2) der linken Seite des Fahrzeugs (2) ausgebildet sind. characterized in that the disc brakes (10) a right side of the vehicle (2) mirror-inverted to an imaginary longitudinal axis of the vehicle (2) of the left side of the vehicle (2) are formed.
Scheibenbremsanlage (1 ) einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Disc brake system (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass alle Scheibenbremsen (10) einer Seite des Fahrzeugs (2) einen gleichen Aufbau aufweisen. in that all disc brakes (10) on one side of the vehicle (2) have the same construction.
Scheibenbremsanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck der Druckluft der pneumatischen Disc brake system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a pressure of the compressed air of the pneumatic
Scheibenbremsanlage (1 ) zumindest teilweise 12,5 bar beträgt. Disc brake system (1) is at least partially 12.5 bar.
Scheibenbremsanlage (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt einer Versorgungsleitung zu dem Disc brake system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a cross section of a supply line to the
Drucksteuerventil (15) oder den Drucksteuerventilen (15) einen Durchmesser von zumindest 12mm aufweist und/oder im Abstand von weniger als 5 cm neben dem Drucksteuerventil (15) eine Druckblase angeordnet ist. Pressure control valve (15) or the pressure control valves (15) has a diameter of at least 12mm and / or at a distance of less than 5 cm next to the pressure control valve (15) a pressure bubble is arranged.
Scheibenbremse (10) einer Scheibenbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse (10) einen versteiften Bremssattel aufweist. Disc brake (10) of a disc brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the disc brake (10) has a stiffened brake caliper.
Scheibenbremse (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Sattels ein Z-Profil aufweist. Disc brake (10) according to claim 8, characterized in that the cross section of the saddle has a Z-profile.
PCT/EP2015/070702 2014-09-10 2015-09-10 Disc brake system WO2016038137A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014113056.1 2014-09-10
DE102014113056.1A DE102014113056A1 (en) 2014-09-10 2014-09-10 disc brake system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016038137A1 true WO2016038137A1 (en) 2016-03-17

Family

ID=54145746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/070702 WO2016038137A1 (en) 2014-09-10 2015-09-10 Disc brake system

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014113056A1 (en)
WO (1) WO2016038137A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022021055A1 (en) * 2020-07-28 2022-02-03 眉山中车制动科技股份有限公司 Railway wagon brake control system and control method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2270131A (en) * 1992-08-17 1994-03-02 Bosch Gmbh Robert Electronic braking systems for road motor vehicles
DE19501286A1 (en) * 1995-01-18 1996-07-25 Bosch Gmbh Robert Vehicle braking system control by electronic control unit
DE19521872A1 (en) * 1995-06-16 1996-12-19 Bosch Gmbh Robert Automobile braking control system
EP1038747A2 (en) * 1999-03-26 2000-09-27 MAN Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Method and device for braking of a commercial vehicle with trailer or semi-trailer
GB2448007A (en) * 2007-03-26 2008-10-01 Haldex Brake Products Ltd Braking System having braking demand signal generators

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3684985B2 (en) * 2000-02-28 2005-08-17 株式会社日立製作所 Brake device
DE102012007021B3 (en) * 2012-04-05 2013-08-29 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Sliding caliper disc brake of a motor vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2270131A (en) * 1992-08-17 1994-03-02 Bosch Gmbh Robert Electronic braking systems for road motor vehicles
DE19501286A1 (en) * 1995-01-18 1996-07-25 Bosch Gmbh Robert Vehicle braking system control by electronic control unit
DE19521872A1 (en) * 1995-06-16 1996-12-19 Bosch Gmbh Robert Automobile braking control system
EP1038747A2 (en) * 1999-03-26 2000-09-27 MAN Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Method and device for braking of a commercial vehicle with trailer or semi-trailer
GB2448007A (en) * 2007-03-26 2008-10-01 Haldex Brake Products Ltd Braking System having braking demand signal generators

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022021055A1 (en) * 2020-07-28 2022-02-03 眉山中车制动科技股份有限公司 Railway wagon brake control system and control method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014113056A1 (en) 2016-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3197735B1 (en) Electric equipment of a vehicle, comprising an at least partly electric braking and steering device with high-availability
DE102012222058B4 (en) Hydraulic braking system for two-wheelers
EP2648949B1 (en) Method for controlling an antiskid-regulated friction brake system of a rail vehicle
EP2994355B1 (en) Method for braking a traction vehicle-trailer combination with reduced trailer braking force as a function of the response of the abs of the traction vehicle
EP2855223B2 (en) Method for controlling a compressed-air braking device of a rail vehicle in the case of automatic, quick, or emergency braking
EP3038867B1 (en) Electrohydraulic vehicle brake system having an electromechanical actuator and method for operating the brake system
EP3183145B1 (en) Method for controlling a service brake device actuated by a service brake valve device as well as service brake device
EP3152104B1 (en) Method for distributing a braking power, and braking device
DE3502825A1 (en) OVERLOAD PROTECTION AND / OR WARNING DEVICE
EP2987694B1 (en) Method for controlling braking in a vehicle and a vehicle having a control unit in which the method is executed
EP3642089A1 (en) Electrical equipment of a vehicle or a vehicle combination consisting of a towing vehicle and at least one trailer vehicle
EP3310629B1 (en) Method for electronically regulating the braking force distribution in a pressure medium-activated brake system of a vehicle and pressure medium-activated brake system of a vehicle having such a regulating means
DE102014201792A1 (en) Actuator device for a hydraulic brake of a vehicle, vehicle and method for actuating a hydraulic brake of a vehicle
DE3723876A1 (en) SAFETY DEVICE FOR A ROAD VEHICLE EQUIPPED WITH AN ANTI-BLOCKING SYSTEM
EP3390178B1 (en) System for controlling an electropneumatic parking brake device of a vehicle while driving as an auxiliary brake
EP3256356B1 (en) Electro-pneumatic service brake device of a vehicle with noise reduction during brake release and method for the control thereof
WO2016038137A1 (en) Disc brake system
WO2020020977A1 (en) Vehicle crane having hydropneumatic suspension and a braking system comprising at least two braking circuits
DE102009034450A1 (en) Valve arrangement for controlling e.g. air pressure in anti-lock braking system of commercial motor vehicle, has valve device for limiting brake pressure of cylinder of axle to limit value, during exceedence of preset brake pressure value
DE10197123B4 (en) Method and system for braking commercial vehicles
DE102014211380B4 (en) Method for operating an electromechanical vehicle braking system
DE102011102535A1 (en) Pre-conditionable brake assembly operating method for e.g. semi lorry, involves actuating rear brake cylinders around related brake pads at associated friction pairs to pre-condition brake assembly in accordance with parameters of vehicle
DE102010016438B4 (en) Vehicle braking system for a single car of a multi-car train and method for operating the brakes of a single car of a multi-car train
WO2012031615A1 (en) Device for changing the clearance of a body of a vehicle above the carriageway and for stabilizing the vehicle
DE112010003784T5 (en) LOCATION CHANGE REDUCTION STRUCTURE

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15763873

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15763873

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1