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Bei den bisher bekannten Lösungen von Bremsanlagen mit einem
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Antiblockiersystem wird die Bremskraft bei Blockierneigung, auch bei
Anordnung eines hydraulischen Servosystems, über, in den Bremskreisen angeordnete
Elemente (Magnetventile) durch Variation des Bremsflüssigkeitsdruckes geregelt.
Dieses Prinzip bedingt einen im Bremshydraulikkreis angeordneten Elektromotor sowie
eine Pumpe zur Veränderung des Bremsölvolumens.
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Ausserdem sind konstruktiv aufwendige Hauptbremszylinder notwendig.
Um bei dieser Anordnung der Antiblockierregelung in den Bremskreisen die nötige
Sicherheit gewährleisten zu können, muss die Betriebsbereitschaft der Antiblockieranlage
durch Ueberwachungselemente kontrolliert werden, damit das Antiblokkiersystem bei
Störungen, beispielsweise bei Ausfall der Pumpe, sofort abgeschaltet werden kann
und ein unbeeinträchtigtes Bremsen ermöglicht wird. Die genannten Gründe sind die
Ursache dafür, dass heutige, mit einem Antiblockiersystem ausgerüstete Bremsanlagen
einen komplizierten Aufbau aufweisen, daher grossen Aufwand erfordern und deshalb
nur bei teuren Personenkraftwagen eingebaut werden.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, diesen Nachteil zu beseitigen.
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Erfindungsgemäss wird die Antiblockierregelung der mit einem hydraulischen
Servokreis ausgerüsteten Bremsanlage im Servokreis angeordnet. Dadurch ergeben sich
sowohl aufwandmässig als auch sicherheitstechnisch Vorteile. Der Elektromotor sowie
die Pumpe im Servokreis können neben den Aufgaben bei der Blockierregelung und zur
Bremsservobetätigung auch zu anderen Zwecken benutzt werden, beispielsweise für
die hydraulische Lenkunterstützung. Komplizierte Hauptbremszylinder können durch
konventionelle, bei den Bremsanlagen ohne Antiblockiersystem übliche Bremszylinder
oder Zylinder einfacherer Bauart ersetzt werden.
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Bei einem kurzfristigen Ausfall der Pumpe ist ein unbeeinträchtigtes
Bremsen mit Antiblockierregelung im Gegensatz zu den gegenwärtigen Systemen möglich.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird bei einer Bremskraftverteilung
von 75 zu 25 t bis 92 zu 8 zwischen Vorder- und Hinterachsbremskraft eine Diagonalaufteilung
der beiden Bremskreise vorgenommen und jeder Bremskreis getrennt blockiergeregelt.
Dabei werden die Messignale für die Blockierregelung von Sensoren gegeben, welche
ausschliesslich von, mit den Vorderrädern oder von, mit den Vorderrädern umlaufenden
Antriebselementen verbundenen Signalgebern, beaufschlagt werden.
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Eine derart grosse Bremsbelastung der Vorderräder, welche auch im
Hinblick auf die Vorderradantriebswagen eigenen grösseren statischen Vorderachslast
zweckmässig ist, ist besonders bei Verwendung von Vollbelagscheibenbremsen an der
Vorderachse sinnvoll.
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Diese Bremskraftvertellung hat zur Folge, dass von vornherein eine
während der Bremsphase stabilere Strassenlage des Fahrzeugs als bei einer heute
gebräuchlichen Aufteilung 60/40 erreicht wird und auf eine getrennte Einzelblockierregelung
der Hinterradbremsen verzichtet werden kann, da dann die Vorderräder bei einer Verteilung
von 75/25 bis 92/8 in allen Bremssituationen eher zum Blockieren neigen als die
Hinterräder.
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Der dadurch ermöglichte Verzicht auf die Hinterradblockierregelung
bringt eine Aufwandsersparnis, eine Verminderung der Störanfälligkeit und eine Vereinfachung
der gesamten Antiblockiereinrichtung mit sich. Die Sensoren und die Signalgeber
an den Hinterrädern, sowie die Magnetventile für die Hinterräder können eingespart
werden.
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Bei Anwendung der Bremsanlage der Erfindung wird die Sicherheit des
Fahrzeugs gegenüber gegenwärtigen Bremsanlagen mit Antiblockiersystem besonders
bei Kurvenbremsungen erhöht. Das blockiergefährdete kurveninnere Vorderrad wird
direkt, das kurvenäussere Hinterrad wegen der Diagonalbremskreisaufteilung von dem
Sensor des Vorderrades aus mitgeregelt. Dadurch ergibt sich eine Verminderung der
Tendenz zum Ausbrechen des Fahrzeugs.
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Bei einer Gewaltbremsung in einer Kurve bleibt nämlich bei einem zum
Blockieren neigenden kurveninneren Vorderrad durch die Blockierregelung dieses Rades,
zumindest in der ersten, entscheidenden Phase des Regelvorganges, der zur Verhinderung
des Schleuderns des Fahrzeuges wichtigste Seitenkraftschluss des kurvenäusseren
Hinterrades voll erhalten.
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Die Seitenführungskraft ist in diesem kritischen Zustand grösser als
bei einem getrennt blockiergeregelten kurvenposseren Hinterrad einer Vierrad- oder
Zweirad- und Hinterachsblockierregelung, weil dabei die höchstmögliche Bremskraftkomponente
mit Aufhebung der Seitenführungskomponente erzeugt wird. Bei der Bremsanlage der
Erfindung ist deshalb eine Verminderung der Drehneigung um die Fahrzeughochachse
gegenüber einem mit einer unabhängigen Vierradregelung ausgerüsteten Fahrzeug gewährleistet.
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In den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 sind Ausführungen der Bremsanlage
der Erfindung schematisch wiedergegeben. Die beiden angetriebenen Vorderräder 1
und 2 sind mit Vollbelagscheibenbremsen 3 und 4 ausgerüstet. In den Naben sind die
Sensoren 5 und 6 für die Antiblockierregelung untergebracht.
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Die beiden nicht angetriebenen Hinterräder 7 und 8 weisen Teilbelagscheibenbremsen
9 und 10 auf.
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Die Vollscheibenbremse 3 des linken Vorderrades 1 und die Teilbelagscheibenbremse
10 des rechten Hinterrades 8 sind an die Bremsleitung 11 und die Vollscheibenbremse
4 des rechten Vorderrades 2 und die Teilbelagscheibenbremse 9 des linken Hinterrades
7 an die Bremsleitung 12 angeschlossen. Die Bremsölleitung 11 ist an den Haupt zylinder
15 über die Verbindungsleitung 13 und die Bremsölleitung 12 über die Verbindungsleitung
14 an den Hauptzylinder 16 angeschlossen.
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Vollbelagscheibenbremse 3, Teilbelagscheibenbremse 10, Bremsleitung
11, Verbindungsleitung 13, Hauptzylinder 15 sowie Vollbelagscheibenbremse 4, Teilbelagscheibenbremse
9,
Bremsleitung 12, Verbindungsleitung 14, Hauptzylinder 16 bilden
je einen getrennten Bremskreis.
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Bei der Ausführung der Bremsanlage nach Fig. 1 werden beide Bremskreise
von einem Steuerventil 17 bedient, das durch das Bremspedal 18 betätigt wird. Bei
der Ausführung der Bremsanlage nach Fig. 2 werden die beiden Bremskreise von einem
Steuerventil 17 bedient, das durch das Bremspedal 18 über den Betätigungszylinder
44 und die Verbindungsleitung 45 betätigt wird.
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Bei beiden Ausführungen der Bremsanlage nach Fig. 1 und 2 wird in
dem mit Hydrauliköl gefüllten Servokreis das Oel aus einem Behälter 19 über eine
durch einen Motor 20 angetriebene Pumpe 21, welche Oel über eine Leitung 22 aus
dem Behälter 19 entnimmt, unter Druck gesetzt und über eine mit einem Rückschlagventil
23 ausgerüstete Leitung 24 in den Oeldruckspeicher 25 gefördert. Der Oeldruckspeicher
25 steht bei Ueberdruck mit dem Behälter 19 über ein Rückschlagventil 26 und eine
Leitung 27 in Verbindung. Ausserdem führt vom Speicher 25 die elektrische Leitung
33 zum elektronischen Steuergerät 34, welches bei Bedarf über die Leitung 35 den
Motor 20 ein- und ausschaltet.
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Das über die Rohrleitung 28 mit Drucköl versorgte Steuerventil 17
bedient bei der durch das Pedal 18 eingereiteten Bremsung über die Leitungen 291,
292 und 301, 30 sowie die dazwischen geschalteten Magnetventile 31 und 32 der Antiblockierregelung
die Hauptzylinder 15 und 16 und ermöglicht so die Bremsung.
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Beim Lösen der Bremsen fliesst das Hydrauliköl über die in das Servoventil
17 einmündende Rohrleitung 36 in den Oelbehälten 19 zurück.
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Die Magnetventile 31 und 32-sind über die elektrischen Leitungen 38
und 37 mit dem Steuergerät 34 gekoppelt und über die Hydraulikleitungen 40 und 41
mit dem Behälter 19 verbunden.
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Bei der Ausführung der Bremsnalage nach Fig. 2 ist abweichend von
der Ausführung nach Fig. 1 eine das Servoventil 17 umgehende Hydraulikleitung 46
mit einem eingebauten Rückschlagventil 47 vorgesehen und die Druckleitung 28 mit
einem Rückschlagventil 48 ausgerüstet.
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Die Funktionsweise der Ausführungen der Bremsanlage der Erfindung
nach Fig. 1 und 2 soll für die drei Betriebsarten A. Normalbremsung mit Servounterstützung
B. Vollbremsung mit Antiblockierregelung C. Bremsung ohne Servounterstützung erläutert
werden.
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A. Normalbremsung mit Servounterstützung Bei der Ausführung nach Fig.
1 wird beim Treten des Bremspedals 18 das Servoventil 17 über die Regelfeder 42
betätigt.
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Bei der Ausführung nach Fig. 2 erfolgt die Betätigung des Servoventils
17 durch das Pedal 18 über den Kolben des Betätigungszylinders 44, die Hydraulikleitung
45 und die Regelfeder 42. Bei beiden Ausführungen erzeugt das Servoventil 17 einen
Regeldruck, welcher über die Leitungen 291/292 und 301/302 und die dazwischengeschalteten
Magnetventile 31 und 32 in die Hauptbremszylinder 15 und 16 weitergeleitet wird.
Der Regeldruck ist der durch das Pedal 18 aufgebrachten Spannung der Steuerventilfeder
42 proportional. In den Hauptzylindern 15 und 16 wird Bremsflüssigkeit unter Druck
gesetzt, wodurch die Scheibenbremsen 3/4/9/10 mit einer Kraft beaufschlagt werden,
die
der eingeleiteten Betätigungskraft entspricht. Die Magnetventile 31 und 32 befinden
sich bei dieser Betriebsart in ihrer Nullstellung, d.h. das Servoventil 17 ist direkt
mit den Hauptzylindern 15 und 16 verbunden.
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Das Hydrauliköl für die Betätigungskraftunterstützung wird bei den
Bremsungen vom Oelspeicher 25 geleifert, dessen Arbeitsbereich zwischen einem Maximal-
und Minimaldruck bei bestimmten Ladevolumen liegt. Sinkt der Druck durch die für
die Pedalkraftunterstützungen verbrauchte Oelmenge im Speicher 25 auf den Minimaldruck,
so wird dies von dem elektronischen Steuergerät 34 über einen im Speicher 25 installierten
Messfühler registriert. Das Steuergerät 34 setzt den Elektromotor 20 in Betrieb,
worauf die mit dem Elektromotor 20 gekoppelte Zahnradpumpe 21 über die Leitungen
22 und 24 und das Rückschlagventil 23 Oel aus dem Behälter 19 in den Speicher 24
fördert und diesen in kurzer Zeit wieaer auflädt, d.h. wieder auf das maximale Druckniveau
und Ladevolumen bringt. Ist die höchste k Lade/apazität erreicht, so wird dies über
einem im Speicher 25 angebrachten Messfühler dem Steuergerät 34 gemeldet und der
Elektromotor 20 und somit die Pumpe 21 ausgeschaltet. Elektromotor 20 und Pumpe
21 bleiben dann bis zum folgenden Aufladungsintervall ausser Betrieb. Tritt der
Fall ein, dass die Speicheraufladung nicht bewerkstelligt werden kann, was beispielsweise
durch einen Ausfall des Elektromotors 20 oder eine Undichtheit im Behälter 19 oder
den Leitungen 22 und 24 eintreten kann, so sind bis zur Leerung des Speichers 25
noch eine Anzahl Bremsungen mit allerdings geringer werdender Bremskraftunterstützung
möglich. Zur Information des Fahrers, ob er über eine betriebsbereite Bremskraftunterstützung
verfügt, kann im Speicher 25 eine mit einer Kontrollampe gekoppelte Druckmesstelle
untergebracht sein, welche dem Fahrzeuglenker den Ausfall der Servoanlage anzeigt.
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B. Vollbremsung mit Antiblockierregelung Während einer Bremsung mit
Blockiergefahr reagiert die Bremsanlage vorerst wie unter Abschnitt A beschrieben.
Zeigt nun beispielsweise das rechte Vorderrad 2 bei der Bremsung eine Blockierneigung,
d.h. übersteigt die Radverzögerung einen bestimmten Wert, so meldet dies der Sensor
6 dem elektronischen Steuergerät. Dieses betätigt das Magnetventil 32 und schaltet
es in die Endstellung, wodurch der Druck auf der Betätigungsseite des Hauptbremszylinders
16 abgebaut und somit die Bremskraft am rechten Vorderrad 2 und zugleich am linken
Hinterrad 7 dadurch gesenkt wird, dass das Hydrauliköl über die in der Endstellung
des Magnetventils 32 verbundenen Leitungen 302 und 41 in den Behälter 19 fliesst.
Am Eingang des Ventils 32, also in der Leitung 301 bleibt der Regeldruck bestehen.
Der Druckabbau im Hauptbremszylinder 16 hat also keine Rückwirkungen auf das Bremspedal.
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Ist die Blockierneigung des rechten Vorderrades 2 durch die mit dem
Druckabbau einhergehende Drehgeschwindigkeitszunahme des Vorderrades 2'beseitigt,
so schaltet das Magnetventil 32 in die Mittelstellung, wodurch alle Zuleitungen
gesperrt und der Druck im Bremszylinder 16 konstant gehalten wird. Anschliessend
schaltet das elektronische Steuergerät 34 das Ventil 32 zwischen der Mittelstellung
und der Nullstellung kurzzeitig hin und her, wodurch wieder eine'stufenweise Zunahme
des Druckes im Bremszylinder 16 und somit der Bremskraft am Vorderrad 2 und am Hinterrad
7 erfolgt. Entsteht durch die Bremskraftzunahme erneut eine Blockierneigung des
Vorderrades 2, so beginnt der Regelzyklus wieder von Neuem. Das Magnetventil 31
bleibt während der Regelung des rechten Vorderrades 2 in seiner Nullstellung, sofern
das linke Vorderrad 1 bei der Bremsung nicht auch zum Blockieren neigt.
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Die Magnetventile 31 und 32 können auch nur mit einer Nullstellung
und einer Endstellung ausgerüstet sein und bei einer Blockierneigung nur zwischen
diesen Stellungen kurzzeitig umgeschaltet werden.
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C. Bremsung ohne Servounterstützung Fällt bei den Ausführungen der
Bremsanlage nach Fig. 1 und 2 die Servounterstützung aus, so ist ein Bremsen ohne
Pedalkraftverstärkung möglich.
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Bei der Ausführung nach Fig. 1 wird durch das Treten des Pedals 18
das Servoventil 17 gegen die Kraft der Rückstellfeder 43 soweit ohne Bremswirkung
nach vorne verschoben, bis das Bremspedal 18 formschlüssig mit den Kolbenstangen
der Hauptbremszylinder 15 und 16 verbunden ist. Bei weiterem Durchtreten des Pedals
18 wird die Bremswirkung in der üblichen Weise dadurch erzielt, dass die Kolben
der Bremszylinder 15 und 16 die Bremsflüssigkeit unter Druck setzen.
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Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird durch das Treten des Pedals 18
das Hydrauliköl im Betätigungszylinder 44 unter Druck gesetzt. Der Druck wird über
die Leitung 45, die Umgehungsleitung 46, das Rückschlagventil 47, die Leitungen
301/302 und 291/292 in die Hauptbremszylinder 15 und 16 weitergeleitet, da ein Ausfliessen
des Hydrauliköls über das Steuerventil 17 und die Leitung 28 durch das Rückschlagventil
48 verhindert wird.
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Der erzeugte Druck überträgt sich durch die Kolben der Bremszylinder
15 und 16 auf die Bremsflüssigkeit der entsprechenden Bremskreise, womit die Bremswirkung
erzielt wird.
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