DE3247498A1 - HYDRAULIC BRAKE SYSTEM FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents
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Description
ALFRED TEVES GMBH .· .·" .'":""; .*t> 5292 3247498ALFRED TEVES GMBH. ·. · ". '": ""; . * t> 5292 3247498
Hydraulische Bremsanlage für KraftfahrzeugeHydraulic braking systems for automobiles
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Hauptbremszylinder und einem dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Kraftverstärker, mit einer Druckmittelpumpe mit einem steuerbaren elektromotorischen Antrieb und mit einem am Ausgang der Druckmittelpumpe angeschlossenen Druckspeicher.The invention relates to a hydraulic brake system for motor vehicles with a master brake cylinder and a Master brake cylinder upstream power booster, with a pressure medium pump with a controllable electromotive drive and with one at the output of the pressure medium pump connected pressure accumulator.
Eine hydraulische Bremsanlage mit den vorstehenden Merkmalen ist in der Druckschrift "Bosch-Technische Berichte", Band 7 (1980), Heft 2, Seite 87 beschrieben. Bei der bekannten Bremsanlage ist zur Druckversorgung der Radbremszylinder eines Kraftfahrzeuges ein Tandemhauptzylinder eingesetzt, der unter Einsatz eines Vakuumbremskraftverstärkers betätigbar ist. Eine erste Arbeitskammer des Tandemhauptzylinders hat über ein erstes elektromagnetisch betätigbares Ventil eine normalerweise geöffnete Verbindung zu Radbremszyllndern .eines Kraftfahrzeuges, die an der Hinterachse angeordnet sind. Die zweite Arbeitskammer des Tandemhauptzylinders ist einerseits über ein normalerweise geöffnetes, elektromagnetisch betätigbares Ventil mit einem Radbremszylinder an der Vorderachse des Kraftfahrzeuges hydraulisch verbunden, während andererseits über ein drittes elektromagnetisches Ventil eine Verbindung zwischen der zweiten Arbeitskammer des Tandemhauptzylinders und einem weiteren Bremszylinder an der Vorderachse besteht. Die elektromagnetisch betätigbaren Ventile sind normalerweise geöffnet und sind durch eine SchlupfÜberwachungselektronik in zwei weitere Stellungen schaltbar, wobei in einerA hydraulic brake system with the above features is in the publication "Bosch-Technische Reports ", Volume 7 (1980), Issue 2, page 87. In the known brake system, a tandem master cylinder is used to supply pressure to the wheel brake cylinder of a motor vehicle used, using a vacuum brake booster is actuatable. A first working chamber of the tandem master cylinder has a first one electromagnetically actuated valve a normally open connection to wheel brake cylinders of a motor vehicle, which are arranged on the rear axle. The second working chamber of the tandem master cylinder is on the one hand via a normally open, electromagnetically actuated valve with a wheel brake cylinder hydraulically connected to the front axle of the vehicle, while on the other hand via a third electromagnetic valve a connection between the second There is a working chamber of the tandem master cylinder and another brake cylinder on the front axle. The electromagnetic actuatable valves are normally open and are controlled by a slip monitoring electronics switchable in two further positions, with one
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Mittelstellung der Elektromagnetventil die Verbindungen zwischen den Radbremszylindern und den Arbeitskammern des Tandemhauptzylinders unterbrochen sind» Schließlich sind in der dritten Stellung der elektromagnetisch betätigbaren Ventile die Radbremszylinder mit Niederdruckspeichern verbunden, so daß Druckmittel aus den Radbremsen entnehmbar ist, wodurch sich der wirksame Bremsdruck vermindert.Middle position of the solenoid valve the connections between the wheel brake cylinders and the working chambers of the tandem master cylinder are interrupted »Finally, are in the third position of the electromagnetically actuated valves, the wheel brake cylinders with low-pressure accumulators connected, so that pressure medium can be removed from the wheel brakes, whereby the effective brake pressure reduced.
Zum Wiederaufbau des Bremsdruckes ist in der bekannten Bremsanlage eine elektromotorisch angetriebene Druckmittelpumpe vorgesehen, die bei einem kritischen Schlupfwert an einem oder mehreren Rädern anläuft und gegebenenfalls Druckmittel in die Radbremszylinder fördert. Naturgemäß ist der Anlauf der Druckmittelpumpe mit einer gewissen Trägheit verbunden, so daß nicht unmittelbar nach Ansteuerung des elektromotorischen Antriebs der Druckmittelpumpe der notwendige Druck an den Pumpenausgängen zur Verfugung steht«To rebuild the brake pressure is known in the Braking system, an electric motor-driven pressure medium pump is provided, which starts up in the event of a critical slip value on one or more wheels and, if necessary Promotes pressure medium in the wheel brake cylinder. Naturally, the pressure medium pump starts up with a certain Connected inertia, so that not immediately after the control of the electromotive drive of the pressure medium pump the necessary pressure is available at the pump outlets «
D-ie Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine baulich einfache hydraulische Bremsanlage der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die hinsichtlich ihres elektrischen Energiebedarfs optimiert ist und bei der ständig ein hydraulischer Hilfsdruck zur Betätigung der Radbremsen zur Verfugung steht.The invention has therefore set itself the task of providing a to create structurally simple hydraulic brake system of the type mentioned, which in terms of their electrical energy demand is optimized and with a constant hydraulic auxiliary pressure to operate the Wheel brakes are available.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Druckspeicher am Eingang eines hydraulischen Kraftverstärkers angeschlossen ist und daß der Antrieb der Druckmittelpumpe in Abhängigkeit vom Druck im Druck-According to the invention this object is achieved in that the pressure accumulator is connected to the input of a hydraulic booster and that the drive of the Pressure medium pump depending on the pressure in the pressure
ALFRED TEVES GMBH .· * .· "\ _: - !"«P.529.2 3 247498ALFRED TEVES GMBH. · *. · "\ _ : - !" «P.529.2 3 247498
•speicher schaltbar ist. Durch eine derartige Ausgestaltung ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß stets eine hydraulische Hilfsenergie zur Verfugung steht, wobei das Niveau der ständig zur Verfugung stehenden hydraulischen Hilfsenergie vom Druckspeicher bestimmt wird. Wenn der Druck des Druckspeichers unter ein bestimmtes Niveau absinJct, wird der Antrieb der Druckmittelpumpe in Betrieb genommen, bis der Druckspeicher wiederum einen gewissen Füllstand erreicht hat. Der Füllstand des Druckspeichers, bei dem eine Einschaltung der Druckmittelpumpe erfolgt, läßt sich konstruktiv vorgeben und auf einen relativ geringen Wert einstellen, so daß ständig eine hydraulische Hilfsenergie zur Verfugung steht, die in der Lage ist, die Anlaufphase der Druckmittelpumpe zu überbrücken.• memory is switchable. Such a configuration results in an advantageous manner that hydraulic auxiliary energy is always available, the level of which is always available hydraulic auxiliary energy is determined by the pressure accumulator. If the pressure of the accumulator falls below a certain Level absinJct, the drive of the pressure medium pump is put into operation until the pressure accumulator again has reached a certain level. The level of the pressure accumulator at which a switch-on the pressure medium pump takes place, can be specified structurally and set to a relatively low value, so that a hydraulic auxiliary energy is always available, which is able to the start-up phase of the Bridge pressure medium pump.
Zu einer vorteilhaften Ausgestaltung des Anmeldungsgegenstandes gelangt man, wenn zwischen dem Ausgang der Druckmittelpumpe und dem Eingang des Druckspeichers ein Drucksteuerventil angeordnet ist, durch das ein Druckgefälle v,om Ausgang der Druckmittelpumpe zum Eingang des Druckspeichers vorgebbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung dient also das Drucksteuerventil zusätzlich dazu, den maximalen Fülldruck des Druckspeichers zu bestimmen. Es hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, den Ansprechdruck des Drucksteuerventils auf etwa 80 bar einzustellen. Darüberhinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß der Druckspeicher bei einem Fülldruck von vorzugsweise etwa 20 bar den elektromotorischen Antrieb der Druckmittelpumpe abschaltet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn als Druckspeicher ein Kolbenspeicher einge-To an advantageous embodiment of the subject of the application one arrives when a pressure control valve between the output of the pressure medium pump and the input of the pressure accumulator is arranged, through which a pressure gradient v, om the output of the pressure medium pump to the input of the pressure accumulator is predeterminable. In such a configuration, the pressure control valve is also used to determine the maximum filling pressure of the pressure accumulator. It has been shown that it is advantageous to the Set the response pressure of the pressure control valve to around 80 bar. In addition, it has proven to be advantageous that the pressure accumulator has the electric motor drive at a filling pressure of preferably about 20 bar the pressure medium pump switches off. It is also advantageous if a piston accumulator is used as the pressure accumulator.
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setzt ist, der bei derartig geringen Anforderungen an den maximalen Fülldruck ein einfaches und kostengünstiges Bauteil darstellt.is that with such low demands on the maximum filling pressure represents a simple and inexpensive component.
Zweckmäßig ist es, durch den Kolben des Druckspeichers bei einem maximalen Fülldruck einen elektrischen Kontaktöffner zu betätigen, der mit Schaltmitteln zur Inbetriebnahme des Antriebs der Druckmittelpumpe in Reihe geschaltet ist. Ferner ist am Bremspedal ein Kontaktschließer angeordnet, durch den der Antrieb der Druckmittelpumpe bei Bremsbetätigung in Betrieb setzbar ist. In Verbindung mit den vorgenannten Maßnahmen ergibt sich daher, daß der Druckmittelspeicher stets ein gewisses Druckniveau aufweist, während bei Bremsbetätigung unmittelbar die Druckmittelpumpe in Betrieb genommen wird. Bei einer schnellen Betätigung des Bremspedals wird daher der zu Bremsbeginn notwendige Druck vom Druckspeicher zur Verfugung gestellt, während nach Ablauf der Anlaufphase der Druckmittelpumpe der Druckbedar'f ausschließlich durch die Druckmittelpumpe gedeckt wird. Zum Schutz der Druckm.ittelpumpe ist vorgesehen, daß an ihrem Ausgang ein überdruckventil angeschlossen ist, das den Druck an ihrem Ausgang auf einen konstruktiv bedingten Maximalwert begrenzt. In der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist das Überdruckventil beispielsweise auf einen Maximaldruck von etwa 140 bar eingestellt.It is useful to have an electrical contact opener through the piston of the pressure accumulator at a maximum filling pressure to operate, which is connected in series with switching means for starting up the drive of the pressure medium pump is. Furthermore, a contact closer is arranged on the brake pedal, through which the drive of the pressure medium pump can be put into operation when the brake is actuated. In connection with the aforementioned measures, this results therefore that the pressure medium accumulator always has a certain pressure level, while immediately when the brake is actuated the pressure medium pump is put into operation. When the brake pedal is pressed quickly, therefore the pressure required at the beginning of braking is made available by the pressure accumulator, while after the end of the start-up phase the pressure medium pump the Druckbedar'f is covered exclusively by the pressure medium pump. To protect the hydraulic fluid pump it is provided that a pressure relief valve is connected to its outlet, which increases the pressure their output is limited to a design-related maximum value. In the brake system according to the invention that is Pressure relief valve set, for example, to a maximum pressure of about 140 bar.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Anmeldungsgegenstandes ist vorgesehen, daß der Ausgang der Druckmittelpumpe über ein dem Drucksteuerventil parallelge-In an advantageous development of the subject of the application it is provided that the output of the pressure medium pump via a pressure control valve parallel
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schaltetes, in Förderrichtung der Druckmittelpumpe aufschaltbares Rückschlagventil eine Verbindung zu einem Speicherraum eines hydraulischen Kraftverstärkers hat, der vom drucklosen Nachlaufbehälter getrennt ist. Unter der Voraussetzung, daß der Druckspeicher den Antrieb der Druckmittelpumpe bei einem Druck von 20 bar außer Betrieb setzt und das Drucksteuerventil auf einen Ansprechdruck von 80 bar eingestellt ist,^ergibt sich, daß in der Bremslösestellung im Speicherraum des hydraulischen Kraftverstärkers ein Druck von 100 bar herrscht, während im Druckspeicher ein Druck von 20 bar hergestellt ist. Bei Bremsbetätigung baut sich der relativ hohe Druck im Speicherraum des hydraulischen Kraftverstärkers beinahe schlagartig ab, während das zur Bremsbetätigung notwendige Druckflüssigkeitsvolumen in der Anbremsphase vom Druckspeicher zur Verfugung gestellt wird. Im Hinblick auf einen möglichst dichten Verschluß des Speicherraumes ist vorgesehen, daß der Speicherraum in der Bremslösestellung durch einen federbelasteten Schließkolben abgeschlossen ist. Dabei führt der Schließkolben in der Bxemslosestellung eine Trennung zwischen dem Speicherraum und einem Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers herbei, der bei unbetätigtem Bremspedal über eine Axialbohrung des Schließkolbens eine Verbindung zum drucklosen Nachlaufbehälter besitzt.switched check valve, which can be switched on in the conveying direction of the pressure medium pump, connects to a Has storage space of a hydraulic booster, which is separated from the unpressurized after-flow tank. Under the prerequisite that the pressure accumulator, the drive of the pressure medium pump at a pressure of 20 bar out of operation sets and the pressure control valve is set to a response pressure of 80 bar, ^ it follows that in the Brake release position in the storage space of the hydraulic booster a pressure of 100 bar prevails during a pressure of 20 bar is established in the pressure accumulator. When the brake is applied, the relatively high pressure builds up in the Hydraulic booster storage space almost abruptly, while the pressure fluid volume required for brake actuation in the braking phase from Pressure accumulator is made available. With a view to sealing the storage space as tightly as possible it is provided that the storage space is closed in the brake release position by a spring-loaded closing piston is. The closing piston separates the storage space in the release position and a pressure chamber of the hydraulic booster, which when the brake pedal is not actuated via an axial bore of the closing piston has a connection to the depressurized after-flow tank.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers koaxial zum Schließkolben ein verschiebbarer Steuerkolben angeordnet ist, dessen dem Schließkolben zugewandtes Ende als Ventilschließglied ausgebildet ist und mit der Mündung der Axialbohrung desIt is also advantageous if the pressure chamber of the hydraulic power booster is coaxial with the closing piston a displaceable control piston is arranged, the end of which facing the closing piston acts as a valve closing member is formed and with the mouth of the axial bore of the
ALFRED TEVES GMBH " ,'' " -* ' : "..* ' :": jp*5292 3247498ALFRED TEVES GMBH " , '' " - * ': ".. *' : " : jp * 5292 3247498
Schließkolbens als Sitzventil zusammenwirkt, wobei bei entsprechender Verschiebung des Steuerkolbens nach den Verschluß der Axialbohrung des Schließkolbens eine hydraulische Verbindung zwischen dem Speicherraum und dem Druckraum hergestellt wird. Urn die Lage des Steuerkolbens in der Bremslösestellung eindeutig zu bestimmen, ist der Steuerkolben in Bremslöserichtung durch eine Druckfeder belastet. Bei einer derartigen Ausgestaltung ergibt sich, daß das Bremssystem in der Bremslösestellung eine geschlossene Mitte aufweist, in der dem hydraulischen Kraftverstärker ein durch die Druckmittelpumpe und den Druckspeicher bestimmter Druck zugeführt wird. Dieser Druck gelangt zum Speicherraum des hydraulischen Kraftverstärkers und strömt bei Bremsbetätigung, bei der gleichzeitig der Antrieb der Druckmittelpumpe durch einen vom Pedal betätigten Schließkontakt in Betrieb genommen wird, zum Druckraurn des hydraulischen Kraftverstärkers. Daher liegt bei betätigter Bremse ein System mit offener Mitte vor, das ausschließlich von der Druckmittelpumpe druckversorgt wird. In Abhängigkeit der auf das Bremspedal ausgeübten Betätigunskraft entsteht im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers ein Umlaufdruck, der den Verstärkerkolben nach überschreiten eines gewissen Ansprechdrucks in Betätigungsrichtung verschiebt und somit auch den am hydraulischen Kraftverstärker angeschlossenen Hauptzylinder unter Druck setzt.Closing piston cooperates as a seat valve, with corresponding displacement of the control piston after the closure of the axial bore of the closing piston hydraulic connection is established between the storage space and the pressure space. Urn the position of the control piston The control piston can be clearly determined in the brake release position by a compression spring in the brake release direction burdened. With such a configuration it results that the brake system is closed in the brake release position Has middle, in which the hydraulic booster a through the pressure medium pump and the Pressure accumulator certain pressure is supplied. This pressure reaches the storage space of the hydraulic booster and flows when the brake is actuated, at the same time the drive of the pressure medium pump through a The normally open contact actuated by the pedal is put into operation, to the pressure chamber of the hydraulic booster. Therefore, when the brake is actuated, there is an open center system that is operated exclusively by the pressure medium pump is pressurized. Depending on the actuating force exerted on the brake pedal, the Pressure chamber of the hydraulic booster a circulation pressure, which moves the booster piston in the actuating direction after a certain response pressure has been exceeded and thus also pressurizes the master cylinder connected to the hydraulic booster.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der beschriebenen Bremsanlage ist vorgesehen, daß am Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers ein erster Bremskreis und an der Arbeitskammer des dem Kraftverstärker nachge-In an advantageous embodiment of the brake system described it is provided that the pressure chamber of the hydraulic power booster a first brake circuit and at the working chamber of the power booster downstream
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schalteten Hauptzylinders ein zweiter Bremskreis angeschlossen ist. Bei einer derartigen Aufteilung der Bremskreise werden also zwei Radbremszylinder des Kraftfahrzeuges bei Bremsbetätigung mit dem im hydraulischen Kraftverstärker erzeugten Umlaufdruck beaufschlagt, während zwei weitere Radbremszylinder durch den jeweils in der Arbeitskammer des Hauptzylinder eingestellten Druck betätigbar sind. Die am Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers und an der Arbeitskammer des Hauptzylinders angeschlossenen Radbremsen können nun in beliebiger Weise auf das Fahrzeug aufgeteilt werden. Beispielsweise ist es möglich/ die am Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers angeschlossenen Radbremszylinder den Radbremsen der Vorderachse des Kraftfahrzeuges zuzuordnen, während die an der Arbeitskammer des Hauptzylinders angeschlossenen Radbremsen an der Hinterachse des Kraftfahrzeuges angeordnet sind. In Abhängigkeit von den Verhältnissen des abzubremsenden Fahrzeuges können jedoch auch andere Bremskreisaufteilungen Vorteile haben. Beispielsweise ist es möglich, mit der bes.chriebenen Bremsanlage eine diagonale Bremskreisaufteilung vorzunehmen, wobei eine Radbremse am Vorderrad durch den Druck in der Arbeitskammer des Hauptzylinders betätigbar ist, während die zweite sich an der Vorderachse befindliche Radbremse vom Druck im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers angesteuert wird. Ferner steht jeweils eine Hinterradbremse mit dem Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers und eine andere Hinterradbremse mit der Arbeitskammer des Hauptzylinders in Verbindung, wobei jeweils eine Vorderradbremse und eine diagonal gegenüberliegende Hinterradbremse zu einem Brems-switched master cylinder, a second brake circuit is connected is. With such a division of the brake circuits, there are two wheel brake cylinders of the motor vehicle when the brake is actuated, the circulation pressure generated in the hydraulic power booster is applied, while two more wheel brake cylinders are set by the one in the working chamber of the master cylinder Pressure can be actuated. The ones on the pressure chamber of the hydraulic booster and on the working chamber of the master cylinder connected wheel brakes can now be distributed to the vehicle in any way. For example is it possible / the wheel brake cylinder connected to the pressure chamber of the hydraulic power booster to assign the wheel brakes of the front axle of the motor vehicle, while those on the working chamber of the Master cylinder connected wheel brakes are arranged on the rear axle of the motor vehicle. Dependent on However, other brake circuit distributions may also have advantages depending on the conditions of the vehicle to be braked to have. For example, it is possible to divide the brake circuit diagonally with the brake system described undertake, with a wheel brake on the front wheel by the pressure in the working chamber of the master cylinder can be actuated while the second wheel brake located on the front axle is affected by the pressure in the pressure chamber of the hydraulic booster is controlled. Furthermore, there is a rear wheel brake with the pressure chamber of the hydraulic booster and another rear brake with the working chamber of the master cylinder in connection, each with a front brake and a diagonal opposite rear brake to a brake
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kreis zusammengefaßt sind, in die Verbindungen zwischen der Arbeitskammer des Hauptzylinders und dem Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers lassen sich ohne weiteres elektromagnetisch betätgbare Ventile einschalten, die durch eine SchlupfÜberwachungselektronik in Abhängigkeit vom Drehzustand des Rades.schaltbar sind, so daß in einfacher Weis"e eine Bremsanlage mit Blockierregelung realisiert ist« Dabei ist es einerseits möglich, daß durch geeignete Sensoren das Drehverhalten jedes Fahrzeugrades erfaßt und verarbeitet wird. Andererseits ist es unter Berücksichitung der dynamischen Achslastverteilung des Fahrzeuges auch möglich, daß ausschließlich die Vorderräder hinsichtlich ihres Drehverhalten überwacht werden und der Druck des jeweils gegenüberliegenden Radbremszylinders nachgeführt wird. In die Verbindung zv/ischen einem Radbremszylinder der Vorderachse und einem Radbremszylinder am diagonal gegenüberliegenden Hinterrad läßt sich ein an sich bekannter Bremsdruckregler einbauen, der das dynamische Verhalten des Kraftfahrzeuges während der Abbremsung berücksicht und den Bremsdruck an d-er Hinterachse von sich aus unter der Blockiergrenze hält. Derartige Maßnahmen führen zu einem äußerst einfachen Bremsschlupfregelsystem, das sich insbesondere durch die geringe Anzahl der erforderlichen elektromagnetisch betätigbaren Ventile auszeichnet. are summarized in the connections between the working chamber of the main cylinder and the pressure chamber of the hydraulic booster can be done without Switch on further electromagnetically actuated valves, which are controlled by slip monitoring electronics in Depending on the rotational state of the wheel, are switchable, see above that in a simple way a braking system with locking control is realized «On the one hand, it is possible, by means of suitable sensors, to determine the rotational behavior of each Vehicle wheel is detected and processed. On the other hand, it takes into account the dynamic axle load distribution of the vehicle is also possible that only the front wheels are monitored with regard to their rotational behavior and the pressure of the opposite wheel brake cylinder is tracked. In the connection zv / ischen a wheel brake cylinder on the front axle and a wheel brake cylinder on the diagonally opposite rear wheel a brake pressure regulator known per se can be installed, which controls the dynamic behavior of the motor vehicle take into account during braking and the brake pressure on the rear axle is naturally below the locking limit holds. Such measures lead to an extremely simple brake slip control system, which in particular characterized by the small number of electromagnetically actuated valves required.
Wenn der Kolben des Druckspeichers in Schließrichtung seines Kontaktöffners durch eine Druckfeder mit einstellbarer Vorspannung belastet ist, läßt sich der maximale Fülldruck des FüllspeichersWhen the piston of the accumulator is in the closing direction its contact breaker by a compression spring with adjustable Preload is loaded, the maximum filling pressure of the filling reservoir
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verstellen, so daß vorteilhafterweise eine Anpassung des maximalen Fülldruckes an die Erfodernisse der Bremsanlage vorgenommen werden kann. Die Bremsanlage gemäß dem Anmeldungsgegenstand ist in vorteilhafter Weise ferner derart ausgebildet, daß bei Ausfall des dem hydraulischen Kraftverstärker zugeführten Hilfsdrucks die Arbeitskammer des Hauptzylinders üb,er den Steuerkolben und den Schließkolben mechanisch unter Druck setzbar ist. Dies ist insbesondere wichtig im Hinblick auf die Notfunktion der Bremsanlage, bei der ohne Hilfskraftunterstützung eine ausreichende Abbremsung des Kraftfahrzeuges gewährleistet sein muß.adjust, so that advantageously an adaptation of the maximum filling pressure can be made to the requirements of the brake system. The braking system according to the subject of the application is also advantageously designed such that in the event of failure of the hydraulic The auxiliary pressure supplied to the power amplifier crosses the working chamber of the master cylinder, he controls the control piston and the closing piston can be mechanically pressurized. This is particularly important with regard to the emergency function of the Brake system in which a adequate braking of the motor vehicle guaranteed have to be.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Prinzipbildes näher erläutert.An embodiment of the invention is as follows explained in more detail using a schematic diagram shown in the drawing.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Hauptzylinder bezeichnet, der durch eien hydraulischen Kraftverstärker 2 betätigbar ist. Der Hauptzylinder 1 verfügt über eine Arbeitskammer 3., die eine Verbindung zu einem Gehäuseanschluß 4 hat. Am Gehäuseanschluß 4 ist ein erster. Bremskreis 5 angeschlossen, durch den zwei Radbremsen 6,7 eines Kraftfahrzeuges unter Druck setzbar sind.In the drawing, 1 denotes a master cylinder, which can be actuated by a hydraulic booster 2 is. The master cylinder 1 has a working chamber 3, which is connected to a housing connection 4. At the Housing terminal 4 is a first. Brake circuit 5 connected through the two wheel brakes 6,7 of a motor vehicle can be pressurized.
Der Hauptzylinder 1 ist in herkömmlicher Weise aufgebaut und besitzt einen Hauptzylinderkolben 8, der axial verschiebbar in einer Zylinderbohrung 9. geführt ist, eine Manschettendichtung 10 trägt und durch eine Druckfeder 11 in Bremslöserichtung vorgespannt ist. Die Druckfeder 11 ist desweiteren an einem Federtopf 12 abgestützt, in demThe master cylinder 1 is constructed in a conventional manner and has a master cylinder piston 8, which axially is guided displaceably in a cylinder bore 9. a Cuff seal 10 carries and is biased by a compression spring 11 in the brake release direction. The compression spring 11 is also supported on a spring cup 12, in which
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ein Ventilstößel 13 gelagert ist, dessen in der Darstellung rechtes Ende ein Schließglied 14 trägt, das mit einer Bohrung 15 im Hauptzylinderkolben 8 als sogenanntes Zentralventil zusammenwirkt» Die in der Darstellung rechte Stirnfläche des Hauptzylinderkolbens 8 begrenzt einen Raum 16, der über einen Gehäuseanschluß 17 und eine · Druckleitung 18 eine Verbindung zu einem drucklosen Nachlaufbehälter 19 hat= Ferner ist der Hauptzylinderkolben 8 . mit AKialbohrungen 20 versehen, die vom drucklosen Raum 16 zur Rückseite der Manschettendichtung 10 führen. Die Manschettendichtung 10 wirkt derart, daß ausschließlich ein Druckmittelstrom vom drucklosen Raum 16 zur Arbeitskammer 3 des Hauptzylinders 1 stattfinden kann.a valve tappet 13 is mounted, its in the illustration right end carries a locking member 14 with a bore 15 in the master cylinder piston 8 as a so-called Central valve interacts »The end face of the master cylinder piston 8 on the right in the illustration is limited a space 16 which, via a housing connection 17 and a pressure line 18, is connected to an unpressurized after-flow tank 19 has = Furthermore, the master cylinder piston 8 is. provided with AKialbohrungen 20, which from the pressureless space 16 to the rear of the boot seal 10. The cuff seal 10 acts so that only a pressure medium flow from the pressureless space 16 to the working chamber 3 of the master cylinder 1 can take place.
Der hydraulische Kraftverstärker 2 besteht im wesentlichen aus einem in einer Gehäusebohrung 21 geführten Verstärkerkolben 22,der über eine größere Kolbenstufe 23 verfügt, durch die im Zusammenwirken mit der Gehäusebohrung 21 ein ümfangsringraum 24 und ein Druckraum 25 gebildet wird. Im Verstärkerkolben 22 ist ein mit einer Axialbohrung 26 versehener Schließkolben 27 angeordnet, dessen in der Darstellung rechtes Ende als Ventilschließglied 28 ausgebildet ist, das in der dargestellten Bremslösestellung an einem Ventilsitz 29 zur Anlage kommt, wobei der Schließkolben 27 durch eine Druckfeder 30 in Richtung auf den Ventilsitz 29 vorgespannt ist. Im Inneren des Verstärkerkolbens 22 ist somit ein Speicherraum 31 gebildet, der über Radialbohrungen 32 hydraulisch mit dem ümfangsringraum 24 verbunden ist. Das in der Darstellung linke Ende des Schließkolbens 27 ragt unter Ab-The hydraulic booster 2 consists essentially from a booster piston 22 guided in a housing bore 21, which via a larger piston step 23 has, through which, in cooperation with the housing bore 21, a circumferential annular space 24 and a pressure space 25 is formed. A closing piston 27 provided with an axial bore 26 is arranged in the booster piston 22, whose right end in the illustration is designed as a valve closure member 28, which in the brake release position shown comes to rest on a valve seat 29, the closing piston 27 being supported by a compression spring 30 in Direction of the valve seat 29 is biased. In the interior of the booster piston 22 there is thus a storage space 31, which is hydraulically connected to the circumferential annulus 24 via radial bores 32. That in the representation left end of the closing piston 27 protrudes below
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dichtung in den drucklosen Raum 16. Innerhalb des Verstärkerkolbens 22 ist ferner im Raum 16 ein Druckstück angeordnet/ das koaxial zum Schließkolben 27 angeordnet ist und als Aufnahme für ein Druckübertragungsglied 34 ausgebildet ist, das ein integrales Bestandteil des Hauptzylinderkolbens 8 ist.seal in the pressureless space 16. Inside the booster piston 22, a pressure piece is also arranged in the space 16 / which is arranged coaxially to the closing piston 27 is and is designed as a receptacle for a pressure transmission member 34 which is an integral part of the Master cylinder piston 8 is.
Im Verstärkerkolben 22 des hydraulischen Kraftverstärkers 2 ist ferner ein durch ein Bremspedal 35 verschiebbarer Steuerkolben 36 angeordnet, der relativ zum Verstärkerkolben 22 verschiebbar ist und an seinem in der Darstellung linken Ende ein Schließglied 37 trägt/ das mit der pedalnahen Mündung der Axialbohrung 26 des Schließkolbens 27 einen Ventildurchgang bildet. In der dargestellten Bremslösestellung wird der Steuerkolben 36 durch eine Druckfeder 38 in einer pedalnahen Stellung gehalten.In the booster piston 22 of the hydraulic booster 2, a control piston 36 displaceable by a brake pedal 35 is also arranged, which is relative to the booster piston 22 is displaceable and at its left end in the illustration carries a locking member 37 / that with the mouth of the axial bore 26 of the closing piston 27, which is close to the pedal, forms a valve passage. In the illustrated In the brake release position, the control piston 36 is held in a position close to the pedal by a compression spring 38.
Am Bremspedal 35 ist ein elektrischer Kontakt 39 angeordnet, der bei Bremsbetätigung schließt und über die Magnetspule 40 eines elektromagnetischen Relais eine Verbindung zwischen dem Pluspol 41 der Fahrzeugbatterie und der Fahrzeugmasse 42 herstellt. Durch die Magnetspule ist ein Kontaktschließer 43 betätigbar/ durch den ein elektrischer Motor 44 in Betrieb nehmbar ist. Der elektrische Motor 44 dient als Antrieb für eine Druckmittelpumpe 45/ die über ein Rückschlagventil 46 und eine Druckleitung 47 mit einem Gehäuseanschluß 48 des hydraulischen Kraftverstärkers verbunden ist. Der Gehäuseanschluß 48 des hydraulischen Kraftverstärkers 2 führt zum ümfangsringraum 24, von dem über die Radialbohrung 32 eine Verbindung zum Speicher raum 31 besteht.An electrical contact 39 is arranged on the brake pedal 35, which closes when the brake is actuated and a connection via the solenoid 40 of an electromagnetic relay between the positive terminal 41 of the vehicle battery and the vehicle ground 42. Through the solenoid a contact closer 43 can be actuated / through which an electric motor 44 can be put into operation. Of the electric motor 44 serves as a drive for a pressure medium pump 45 / which has a check valve 46 and a Pressure line 47 is connected to a housing connection 48 of the hydraulic booster. The housing connection 48 of the hydraulic booster 2 leads to the circumferential annulus 24, from which via the radial bore 32 there is a connection to storage room 31.
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Die Druckseite der Druckmittelpumpe 45 ist ferner über ein Drucksteuerventil 49 mit dem Eingang eines hydraulischen Druckspeichers 50 verbunden. Der Druckspeicher weist einen Kolben 51 auf, der mittels einer Druckfeder 52 belastet ist. Am Druckspeicher 50 ist ferner ein Schließkontakt 53 angeordnet, durch den die Magnetspule 40 ebenfalls an die elektrische Versorgungsspannung 41/42 des Kraftfahrzeuges schaltbar ist. Am Ausgang 54 des Druckspeichers 50 ist ein weiteres Rückschlagventil 55 vorgesehen. Am Ausgang der Druckmittelpumpe 54 ist ein Überdruckventil 56 vorgesehen, daß beim überschreiten eines vorgebbaren Maximaldruckes eine Verbindung zwischen der Druckseite der Druckmittelpumpe 45 und dem drucklosen Nachlaufbehälter 19 herstellt, so daß ein konstruktiv bedingter Höchstdruck am Ausgang der Druckmittelpumpe 45 nicht überschritten wird»The pressure side of the pressure medium pump 45 is also over a pressure control valve 49 is connected to the inlet of a hydraulic pressure accumulator 50. The pressure accumulator has a piston 51 which is loaded by means of a compression spring 52. On the pressure accumulator 50 is also a Closing contact 53 is arranged, through which the solenoid 40 is also connected to the electrical supply voltage 41/42 of the motor vehicle is switchable. At the output 54 of the Pressure accumulator 50, a further check valve 55 is provided. At the output of the pressure medium pump 54 is a Overpressure valve 56 is provided that when a predeterminable maximum pressure is exceeded, a connection between the pressure side of the pressure medium pump 45 and the unpressurized follow-up container 19 produces, so that a construction-related The maximum pressure at the outlet of the pressure medium pump 45 is not exceeded »
Schließlich zweigt vom Druckraum 25 des hydraulischen Kraftverstärkers 2 ein Gehäuseanschluß 57 ab, an dem ein zweiter Bremskreis 58 angeschlossen ist, durch den Radbxemsen 59, 60 unter Druck setzbar sind.Finally, a housing connection 57 branches off from the pressure chamber 25 of the hydraulic booster 2, to which a second brake circuit 58 is connected, through which the wheel brakes 59, 60 can be pressurized.
Nachfolgend ist die Wirkungsweise der beschrieben Bremsanlage näher erläutert. Es wird zunächst angenommen, daß das Kraftfahrzeug für eine längere Zeit außer Betrieb war, so daß am Ausgang 54 des Druckspeichers 50 atmosphärischer Druck herrscht. Bei der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges wird beispielsweise über den Zündkontakt positives Potential an die Klemme 41 gelegt, so daß die Magnetspule 40 über den elektrischen Kontakt 43 erregtThe mode of operation of the braking system described is explained in more detail below. It is initially assumed that the motor vehicle out of service for a long period of time was, so that at the outlet 54 of the pressure accumulator 50 there is atmospheric pressure. When commissioning the Motor vehicle is for example via the ignition contact positive potential is applied to the terminal 41, so that the magnetic coil 40 is excited via the electrical contact 43
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wird, wodurch der Konatktschließer 43 in eine Schließposition gelangt und eine elektrische Spannung am Motor 44 anliegt, so daß die Druckmittelpumpe 45 anläuft und Druckmittel über das Rückschlagventil 46 zum Speicherraurn 31 des hydraulischen Kraftverstärkers 2 fördert. Der Druck im Speicherraum 31 steigt infolgedessen an, bis der An- sprechdruck des Drucksteuerventils 49 erreicht ist. Bei- spielsweise möge der Ansprechdruck des Drucksteuerventils 49 auf 80 bar eingestellt sein. Der Schließkontakt 53 am Druckspeicher 50 ist derart eingestellt/ daß er bei etwa 20 bar öffnet und den elektrischen Motor 44 der Druckmittel- pumpe 45 abschaltet.is, whereby the Konatkt closer 43 comes into a closed position and an electrical voltage on the motor 44 is applied so that the pressure medium pump 45 starts up and pressure medium via the check valve 46 to the storage space 31 of the hydraulic booster 2 promotes. The pressure in the storage space 31 increases as a result, until the The response pressure of the pressure control valve 49 is reached. For example, the response pressure of the Pressure control valve 49 be set to 80 bar. The closing contact 53 on the pressure accumulator 50 is of this type set / that it opens at about 20 bar and the electric motor 44 of the pressure medium pump 45 turns off.
Bei derartigen Verhältnissen wird der Druck im Speicherraum 31 des hydraulischen Kraftverstärkers 2 auf etwa bar ansteigen, während der hydraulische Druck im Druckspeicher 50 etwa auf 20 bar ansteigt. Nachdem dieser Druck im Druckspeicher 50 erreicht "ist, öffnet der elektrische Kontakt 53, so daß die Magnetspule 40 abfällt u.nd den elektrischen Motor 44 außer Betrieb setzt..In such conditions, the pressure in the storage space 31 of the hydraulic booster 2 is approximately rise bar, while the hydraulic pressure in the pressure accumulator 50 rises to about 20 bar. After this Pressure in the pressure accumulator 50 is reached ", the electrical contact 53 opens, so that the magnetic coil 40 drops out and and puts the electric motor 44 out of operation ..
Wird nun eine Betätigungskraft auf das Bremspedal 45 ausgeübt, so wird der elektrische Kontakt 39 geschlossen, wodurch die Magnetspule 40 wiederum erregt wird, so daß die Druckmittelpumpe 45 weiterhin Druckmittel liefert. Bei Bremsbetätigung verschiebt sich der Steuerkolben 36 gegen die Kraft der Druckfeder 38 in der Darstellung nach links, bis das Ventilschließglied 37 des Steuerkolbens am Schließkolben 27 anschlägt und den Druckraum 25 des hydraulischen Kraftverstärkers 2 vom drucklosen Nachlaufbe-If an actuating force is now exerted on the brake pedal 45, so the electrical contact 39 is closed, whereby the magnetic coil 40 is again excited so that the pressure medium pump 45 continues to deliver pressure medium. When the brake is actuated, the control piston 36 moves against the force of the compression spring 38 to the left in the illustration until the valve closing member 37 of the control piston strikes the closing piston 27 and the pressure chamber 25 of the hydraulic booster 2 from the unpressurized Overrun
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hälter 19 trennt« Bei Steigerung der Betatigungskraft auf das Bremspedal wird das Ventilschließglicd 28 des Schließkolbens 27 vom Ventilsitz 29 abgehoben, so daß eine hydraulische Verbindung zwischen dem Speicherraum 31 und dem Druckraum 25 besteht. Es wird nun im Druckraum 25 des hydraulischen Kraftverstärkers 2 ein Druck aufgebaut, der der Betatigungskraft auf das Bremspedal 35 proportional ist und über den Gehäuseanschluß 57 zu den Radbremsen 59,60 gelangt. Bei einem im wesentlichen durch Reibkräfte bestimmen Druck im Druckraurn 25 des hydraulischen Kraftverstärkers 2 verschiebt sich auch der Verstärkerkolben 22 in Betätigungsrichtung, wobei diese artige Verschiebung auf den Hauptzylinderkolben 8 übertragen wird, so daß auch die Arbeitskammer 3 des Ilauptzylinders 1 unter Druck gesetzt wird. Der Druck in der Arbeitskammer 3 des Hauptzylinders 1 pflanzt sich über den Gehäuseanschluß 4 zum ersten Bremskreis bzw. zu-den am ersten Bremskreis angeschlossenen.Radbremsen 6,7 fort.Container 19 separates «When the operating force is increased the brake pedal, the valve closing member 28 of the closing piston 27 is lifted from the valve seat 29 so that there is a hydraulic connection between the storage space 31 and the pressure space 25. It is now in the pressure chamber 25 of the hydraulic power booster 2 builds up a pressure that corresponds to the actuation force on the brake pedal 35 is proportional and reaches the wheel brakes 59, 60 via the housing connection 57. With one essentially through Frictional forces determine the pressure in the pressure chamber 25 of the hydraulic Booster 2 also moves the booster piston 22 in the direction of actuation, this being the case like displacement is transmitted to the master cylinder piston 8, so that the working chamber 3 of the main cylinder 1 is pressurized. The pressure in the working chamber 3 of the master cylinder 1 is overgrown the housing connection 4 to the first brake circuit or to the Wheel brakes 6,7 connected to the first brake circuit.
Bei einem Ausfall der Druckmittelpumpe 45 und des Drückspeichers 50 kommt bei Bremsbetätigung der Steuerkolben 36 mechanisch zur Anlage am Schließkolben 27, der nach einem entsprechenden Verschiebeweg am Druckstück 33 anschlägt, so daß nach einem konstruktiv bedingten Pedalleerweg die Arbeitskammer 3 des Hauptzylinders 1 mechanisch unter Druck gesetzt wird. Bei einer darartigen Störung entsteht im Druckraum 25 bzw. im zweiten Bremskreis 58 kein Druck, so daß die Radbremsen 59,60 wirkungslos bleiben.If the pressure medium pump 45 and the pressure accumulator fail 50 comes when the brake is actuated, the control piston 36 mechanically to rest on the closing piston 27, which after a corresponding displacement path on the pressure piece 33 strikes, so that after a design-related pedal travel the working chamber 3 of the master cylinder 1 is mechanically pressurized. With a dar-like Disturbance arises in the pressure chamber 25 or in the second brake circuit 58 no pressure, so that the wheel brakes 59,60 remain ineffective.
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Die besondere Aufgabe des Druckspeichers 50 liegt demnach darin, unmittelbar nach Bremsbeginn bereits einen hydraulischen Hilfsdruck zur Verfügung zu stellen, da der volle Förderstrom der Druckmittelpumpe 4 5 in diesem Moment infolge der zu beschleunigenden Massen noch nicht zur Verfügung steht. ,The special task of the pressure accumulator 50 is therefore to provide one immediately after the start of braking To provide hydraulic auxiliary pressure available, since the full flow of the pressure medium pump 4 5 in this Moment is not yet available due to the masses to be accelerated. ,
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