DE1158851B

DE1158851B - Servo braking device, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE1158851B
Application number: DEG19300A
Authority: DE
Inventors: Heinz Nicolay; Hans Gruener
Original assignee: Graubremse GmbH
Current assignee: Graubremse GmbH
Priority date: 1956-03-28
Filing date: 1956-03-28
Publication date: 1963-12-05

Description

Servobremseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Servobremseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der durch Niederdrücken des Bremspedals ein mit diesem verbundener Kolben in einer Steuerleitung einen Steuerdruck erzeugt, der auf die Bremszylinder übertragen wird und gleichzeitior die Servowirkung auslöst, und ein Arbeitszylinder mit Arbeitskolben und ein Verstärkerzylinder mit Verstärkerkolben unmittelbar axial hintereinandergestellt und beide Kolben über eine Kolbenstange miteinander verbunden sind sowie ein Ventil vorgesehen ist, durch welches beirn Anfangshub des Verstärkerkolbens eine im Bremslösezustand bestehende Verbindung zwischen der am Arbeitszylinder angeschlossenen Steuerleitung und dem Druckraum des, Arbeitszylinders unterbrochen wird.Servo braking device, in particular for motor vehicles The invention relates to a servo braking device, in particular for motor vehicles, in which by Depression of the brake pedal, a piston connected to it in a control line a control pressure is generated, which is transmitted to the brake cylinder and at the same time the servo effect triggers, and a working cylinder with working piston and a booster cylinder with booster piston positioned axially one behind the other and both pistons above a piston rod are connected to each other and a valve is provided through which at the initial stroke of the booster piston is an existing one in the brake release state Connection between the control line connected to the working cylinder and the Pressure chamber of the working cylinder is interrupted.

Bekannte Servobremseinrichtungen ähnlicher Art sehen einen sogenannten volumenveränderlichen Raum vor, an welchem die Steuerleitung angeschlossen ist und der sich beim Ansprechen der Servoeinrichtung so vergrößert, daß das Einsetzen der Servowirkung am Pedal infolge Abnehmens des Steuerdruckes fühlbar wird. Will man die Bremswirkung aufrechterhalten, so muß das Bremspedal nachgetreten werden. Andererseits kennt man auch Einrichtungen, bei denen sich der Druck in der Steuerleitung beim Ansprechen der Servoeinrichtung steigert, so daß man mit dem Bremspedal zurückgehen muß, um ein Blockieren der Bremse zu vermeiden. Beide Arten von Bremsanlagen erfordern eine sehr sorgfältige Bedienung. An Anpassungsfähigkeit und Gefühl des Fahrers werden hohe Anforderungen gestellt.Known servo braking devices of a similar type see a so-called volume-variable room to which the control line is connected and which increases when the servo device responds so that the onset of the Servo effect on the pedal can be felt as a result of the decrease in the control pressure. Do you want If the braking effect is maintained, the brake pedal must be depressed. on the other hand one also knows devices in which the pressure in the control line is at Response of the servo increases, so that you go back with the brake pedal must in order to avoid the brake jamming. Both types of braking systems require a very careful service. In terms of adaptability and feeling of the driver made high demands.

Diese Mängel werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß ein im Verstärkerkolben geführter-Wiegekolben vorgesehen ist, welcher das Ein-und Auslaßventil für das den Verstärkerkolben und den Wiegekolben in gleicher Richtung beaufschlagende Druckmittel steuert und dauernd unter dem Einfluß einer dem Druck in der Steuerleitung proportionalen und dem auf den Wiegekolben ausgeübten Druckmitteldruck entgegenwirkenden Kraft steht, daß diese Kraft über eine Stufungsfeder auf den Wiegekolben übertragen wird, wobei in an sich bekannter Weise die mit der Steuerleitung ständig in Verbindung stehenden Kammem des Servobremsgerätes mit Ausnahme der Kammer, in welcher der Steuerleitungsdruck in die auf den Wiegekolben einwirkende Kraft umgewandelt wird, einen im wesentlichen volumenunveränderlichen Raum bilden. Man erhält auf diese Weise eine Servobremsvorrichtung, bei der jeweils einem bestimmten Niederdrücken des Bremspedals eine ganz bestimmte Bremswirkung entspricht, ohne daß es notwendig ist, durch Nachdrücken oder Zurücklassen des Bremspedals die Bremswirkung in ihrer Größe aufrechtzuerhalten. Es wird beim Drücken des Bremspedals eine um das Maß der Servowirkung erhöhte Bremskraft eingestellt und damit die beim Bremsen aufzuwendende körperliche Beanspruchung um die Wirkung der Servokraft herabgemindert, was eine feinfühlige Betätigung der Bremseinrichtung gestattet.These shortcomings are remedied according to the invention in that an im Booster piston-guided weighing piston is provided, which is the inlet and outlet valve for the one acting on the booster piston and the weighing piston in the same direction Pressure medium controls and continuously under the influence of the pressure in the control line proportional and counteracting the pressure medium pressure exerted on the weighing piston Force means that this force is transmitted to the weighing piston via a graduated spring is, in a manner known per se, which is constantly connected to the control line standing chambers of the servo braking device with the exception of the chamber in which the control line pressure is converted into the force acting on the weighing piston, essentially one Form volume-invariable space. In this way a servo braking device is obtained, with a specific depression of the brake pedal a very specific one Braking effect corresponds to, without it being necessary, by pushing or leaving behind of the brake pedal to maintain the braking effect in its size. It will be at Depressing the brake pedal sets a braking force increased by the amount of the servo effect and with it the physical strain to be exerted during braking to achieve the desired effect the servo force is reduced, resulting in a sensitive actuation of the braking device allowed.

Eine Servobremseinrichtung der eingangs genannten Art mit einem im Verstärkerkolben geführten Wiegekolben, der das Ein- und Auslaßventil für das Druckmittel steuert, ist bereits Gegenstand eines älteren Patents. Bei jener Einrichtung ist jedoch auch ein volumenveränderlicher Raum vorgesehen.A servo braking device of the type mentioned with an im Booster piston guided weighing piston, which is the inlet and outlet valve for the pressure medium controls is already the subject of an older patent. At that establishment is however, a variable-volume room is also provided.

Vorzugsweise ist der Zylinder für den Arbeitskolben nach rückwärts verlängert und auf der Kolbenstange des Arbeitskolbens etwa in einer dem größten Kolbenhub entsprechenden Entfernung ein in der Zylinderverlängerung arbeitender zweiter Kolben vorgesehen, wobei der Raum zwischen den beiden Kolben mit dem Anschluß für die Steuerleitung und dem Innenraum der hohlen Kolbenstange dauernd in offener Verbindung steht.Preferably the cylinder for the working piston is rearward extended and on the piston rod of the working piston approximately in one of the largest Piston stroke corresponding distance a working in the cylinder extension second piston provided, the space between the two pistons with the connection permanently open for the control line and the interior of the hollow piston rod Connection.

Es kann auch vor die auf den Wiegekolben einwirkende Feder ein von der Hydraulikflüssigkeit unmittelbar beaufschlagter Kolben geschaltet sein, über den der Steuerleitungsdruck auf den Wiegekolben übertragen wird.It can also be in front of the spring acting on the weighing piston the hydraulic fluid directly acted upon piston be switched over which the control line pressure is transmitted to the weighing piston.

Auch ist es möglich, die Verbindung zwischen dem Arbeitskolben und dem rückwärtigen Kolbenteil durch einen Zylinder zu bilden, in welchem der vor den Wiegekolben geschaltete Zusatzkolben verschiebbar angeordnet ist.It is also possible to change the connection between the working piston and the rear part of the piston by forming a cylinder in which the additional piston connected in front of the weighing piston is arranged displaceably.

Der Erfindungsgedanke läßt verschiedene Ausführungsmöglichkeiten z ' u, Eine davon ist in der Zeichnung wiedergegeben, und zwar zeigt die DarsteRung lediglich einen Längsschnitt durch den Arbeitszylinder mit der Servoeinrichtung, wobei alle für die Erfindung unwesentlichen Elemente, wie Hydraulikbehälter, Druckluftbebältex, Bremsen usw., weggelassen sind.The inventive idea can be various design options z 'u, one of which is shown in the drawing, namely the DarsteRung only shows a longitudinal section of the working cylinder with the servo device, wherein all non-essential for the invention elements, such as hydraulic container, Druckluftbebältex, brakes, etc., are omitted are.

An einem Zwischenstück 1, welches vorzugsweise irichterförnlige Gestalt besitzt und einen Luftfilter 2 trägt, ist auf der Vorderseite ein Arbeitszylinder 4 und auf der anderen Seite ein Servozylinder 3 angeflanscht.A working cylinder 4 is flanged on the front side and a servo-cylinder 3 on the other side of an intermediate piece 1, which preferably has an irregular shape and carries an air filter 2.

Der Arbeitszylinder 4 trägt einen Anschlußstutzen 5 für den Anschluß der nicht weiter dargestellten Steuerleitung, die in bekannter Weise als Hydraulikleitung ausgebildet ist und zu einem Hydrauhkzylinder führt, in welchem der vom nicht dargestellten Bremspedal bewegte Kolben arbeitet.The working cylinder 4 carries a connecting piece 5 for the connection of the control line, not shown, which is designed in a known manner as a hydraulic line and leads to a hydraulic cylinder in which the piston moved by the brake pedal, not shown, works.

Am vorderen Ende des Zylinders 4 ist eine Kappe 6 aufgeschraubt, welche -in ihrem Innern ein an sich bekanntes, unter der Wirkung der Feder 7 stehendes Ventil 8 aufweist und an die die nach den Bremszylindem führenden ebenfalls nicht dargestellten Leitungen angeschlossen sind.At the front end of the cylinder 4, a cap 6 is screwed, which - a per se known, under the action of the spring has, in its interior 7 detached valve 8 and to which the leading to the brake cylinders lines, also not shown are connected.

Im Innern des Zylinders 4 führt sich ein Arbeitskolben 9 mit einer vorderen Kolbenführung und -dichtung 10. An die rückwärtige Seite des Kolbens 9 schließt sich über einen Hohlzylinder 11 von geringerem Durchmesser als der Kolben eine zweite Kolbenführung und -dichtung 12 an. Der Außendurchmesser des Hohlzylinders 11 ist so gewählt, daß sich auf dem Umfang des Kolbens 9 zwischen den beiden Dichtungen 10 und 12 ein Hohlraum 13 bildet. Dieser steht über einen Kanal 14 mit der an den Anschluß 5 angeschlossenen Steuerleitung in offener Verbindung. Andererseits weist der Kolben 9 von dem Hohlraum 13 ausgehend eine Bohrung 15 auf, die das Kolbeninnere 16 bzw. den Innenraum des Zy- linders 11 an den Raum 13 anschließt.Inside the cylinder 4 there is a working piston 9 with a front piston guide and seal 10. A second piston guide and seal 12 adjoins the rear side of the piston 9 via a hollow cylinder 11 of smaller diameter than the piston. The outer diameter of the hollow cylinder 11 is selected so that a cavity 13 is formed on the circumference of the piston 9 between the two seals 10 and 12. This is in open connection via a channel 14 with the control line connected to connection 5. On the other hand, the piston 9 of the cavity 13, starting a bore 15, which connects the interior of piston 16 and the interior of the ZY Linders 11 to the room. 13

An das rückwärtige Ende des Kolbens 9 ist eine hohle Kolbenstange 17 angeschlossen. Im Innern des Zylinders 11 führt sich ein zusätzlicher Kolben 18, der auf eine im Kolben 9 geführte Stange 19 einwirkt, auf der sich im Innern der hohlen Kolbenstange 17 unter Zwischenschaltung einer Platte 20 eine Druckfeder 21 abstützt.A hollow piston rod 17 is connected to the rear end of the piston 9. Inside the cylinder 11 there is an additional piston 18 which acts on a rod 19 guided in the piston 9 , on which a compression spring 21 is supported inside the hollow piston rod 17 with the interposition of a plate 20.

. In dem Zylinder 3 der Servoeinrichtung ist der Servokolben 22 geführt, wobei der vor dem Kolben 22 liegende Raum 23 über den Luftfilter 2 in offener Verbindung mit der Atmosphäre steht und eine Druckfeder 24 aufnimmt, die bestrebt ist, den Kolben 22 in seine Ausgangslage zurückzudrücken. . The servo piston 22 is guided in the cylinder 3 of the servo device, the space 23 in front of the piston 22 being in open communication with the atmosphere via the air filter 2 and receiving a compression spring 24 which tries to push the piston 22 back into its starting position.

Im Boden des Servozylinders 3 sitzt ein Anschlußstutzen 25 für den Anschluß einer Druckluftleitung. Im Innern des Servokolbens 22 führen sich zwei hintereinandergeschaltete Kolben 26 und 27, wobei sich letzterer in einem Zylinder 28 führt. Mit seiner Nabe 29 ist der Servokolben 22 fest auf der hohlen Kolbenstange 17 aufgebracht. Die im Innern der Kolbenstange 17 liegende Feder 21 stützt sich auf den Kolben 26 ab. Der Schaft des Kolbens 26 legt sich an die Vorderseite des Kolbens 27 an, wobei dieser bzw. die Nabe 29 einen Ringraum 30 aufweisen, der einerseits über Kanäle 31 mit dem Innenraum 23 des Servozylinders 3 und andererseits über Bohrungen 32 mit einem Hohlraum 33 im Innern des Kolbens 27 in Verbindung steht.In the bottom of the servo cylinder 3 there is a connecting piece 25 for connecting a compressed air line. Two pistons 26 and 27 connected in series lead one another inside the servo piston 22, the latter being guided in a cylinder 28 . With its hub 29 , the servo piston 22 is firmly attached to the hollow piston rod 17 . The spring 21 located in the interior of the piston rod 17 is supported on the piston 26 . The shaft of the piston 26 rests against the front of the piston 27 , whereby this or the hub 29 have an annular space 30 , which on the one hand via channels 31 with the interior 23 of the servo cylinder 3 and on the other hand via bores 32 with a cavity 33 inside of the piston 27 is in communication.

Der Führungszylinder 28 im Innern des Servokolbens 22 ist durch einen Einsatz 34 nach außen hin abgeschlossen, wobei in diesem Einsatz 34 Durchbrechungen 35 vorgesehen sind, die den hinter dem Kolben 27 liegenden Raum 28 mit dem Raum 36 im Innern des Servozylinders 3 verbinden. Außerdem ist im Innern des Einsatzes 34 ein Hohlraum 37 vorgesehen, an welchen der Zuleitungsschlauch 38 für die Druckluft angeschlossen ist, der seinerseits wieder bis zum Stutzen 25 reicht. Außerdem führt sich im Innern des Einsatzes 34 ein mit den beiden Ventilkegeln 39 und 40 ausgestattetes und unter Federwirkung stehendes Doppelkegelventil, dessen Ventilkegel 39 die Verbindung zwischen dem Raum 37 und dem Raum 28 steuert, während der Kegel 40 den Raum 33 im Innern des Kolbens 27 freilegt oder abschließt.The guide cylinder 28 in the interior of the servo piston 22 is closed off from the outside by an insert 34, with openings 35 being provided in this insert 34, which connect the space 28 located behind the piston 27 with the space 36 in the interior of the servo cylinder 3 . In addition, a cavity 37 is provided in the interior of the insert 34, to which the supply hose 38 for the compressed air is connected, which in turn extends as far as the connector 25 . In addition, inside the insert 34 there is a spring-loaded double cone valve equipped with the two valve cones 39 and 40, the valve cone 39 of which controls the connection between the space 37 and the space 28 , while the cone 40 controls the space 33 inside the piston 27 exposes or closes.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: In der Ausgangsstellung befindet sich die Anordnung in der wiedergegebenen Lage. Wird das Bremspedal niedergedrückt, so wird das Hydrauhköl aus der Steuerleitung über den Anschluß 5 in den Arbeitszylinder 4 und nach dem Hohlraum 13 auf dem Kolben 9 sowie in das Innere des Zylinders 11 gedrückt. Die Bremsbacken werden in der üblichen Weise zum Anlegen gebracht, weil sich dieser Druck bereits durch die an den Arbeitszylinder 4 angeschlossenen Bremsleitungen hindurch bis zu den Bremszylindern fortsetzt. Andererseits wird durch den Öldruck der Kolben 18 im Zylinder 11 zurückgedrückt. über die Stange 19, den Teller 20 und die Druckfeder 21, die im übrigen in ihrem Federdruck einstellbar sein kann, wird der Kolben 26, welcher sich im Innern des Servokolbens 22 führt, zurückgeschoben. Dadurch wird auch der Kolben 27 entgegen seiner Federwirkung zurückgedräckt, bis schließlich der Kolben auf den Ventilkegel 40 auftrifft und dadurch die Leitungen 33 und 32 abgeschlossen sind. Bei der weiteren Bewegung des Kolbens27 wird das Doppelkegelventil40,39 ausgehoben. Der Kegel39 öffnet den Druckluftaustritt aus dem Raum 37. Die Druckluft kann an dem Ventilkörper 39 vorbei in den Raum 28 und von hier über die Kanäle 35 in den hinter dem Servokolben 22 liegenden Raum36 gelangen. Der Servokolben22 wird nach vom verschoben und dabei über die Kolbenstange 17 auch der Arbeitskolben 9 mitbewegt. Diese Servowirkung führt zu der gewünschten Unterstützung der Bremsbetätigungskraft. In jeder Stellung des Arbeitskolbens 9 bleibt die Verbindung des Kolbeninnenraumes 16 mit dem auf der Kolbenaußenseite gebildeten Raum 13 erhalten. Es erfolgt keine Veränderung der an die Steuerleitung angeschlossenen Räume, so daß also trotz Verschiebung des Arbeitskolbens 9 der Steuerdruck in der Steuerleitung unverändert erhalten bleibt, auch wenn die Servoeinrichtung bereits wirkt.The mode of operation of the device is as follows: In the starting position, the arrangement is in the position shown. If the brake pedal is depressed, the hydraulic oil is pressed from the control line via the connection 5 into the working cylinder 4 and after the cavity 13 on the piston 9 and into the interior of the cylinder 11 . The brake shoes are brought to bear in the usual way, because this pressure already continues through the brake lines connected to the working cylinder 4 to the brake cylinders. On the other hand, the piston 18 in the cylinder 11 is pushed back by the oil pressure. The piston 26, which is guided in the interior of the servo piston 22, is pushed back via the rod 19, the plate 20 and the compression spring 21, which can also be adjustable in its spring pressure. As a result, the piston 27 is also pushed back against its spring action until the piston finally hits the valve cone 40 and the lines 33 and 32 are thereby closed. As the piston 27 moves further, the double cone valve 40, 39 is lifted out. The cone 39 opens the compressed air outlet from the space 37. The compressed air can pass the valve body 39 into the space 28 and from here via the channels 35 into the space 36 located behind the servo piston 22. The servo piston 22 is moved forward and the working piston 9 is moved along with it via the piston rod 17. This servo effect leads to the desired support of the brake actuation force. In every position of the working piston 9 , the connection between the piston interior 16 and the space 13 formed on the piston exterior is maintained. There is no change in the rooms connected to the control line, so that the control pressure in the control line remains unchanged despite the displacement of the working piston 9 , even if the servo device is already acting.

Andererseits läßt sich die Brernskraft natürlich verändern, indem das Bremspedal weiter durchgetreten oder zurückgelassen wird. Dementsprechend wird die Stellung des Kolbens 18 und der damit verbundenen oder zusammenarbeitenden Elemente verändert. Die Steuerkraft und der Luftdruck im Raum 28 der Servoeinrichtung können sich gegeneinander auswiegen, so daß eine besonders feinfühlige Regelung der Servowirkung sichergestellt ist.On the other hand, the braking force can of course be changed by depressing the brake pedal further or leaving it behind. Accordingly, the position of the piston 18 and the associated or cooperating elements is changed. The control force and the air pressure in space 28 of the servo device can counterbalance each other, so that a particularly sensitive control of the servo action is ensured.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Servo braking device, in particular for motor vehicles, in which a piston connected to the brake pedal generates a control pressure in a control line by depressing the brake pedal, which is transmitted to the brake cylinder and at the same time triggers the servo effect, and a working cylinder with working piston and a booster cylinder with booster piston placed axially one behind the other and both pistons are connected to one another via a piston rod and a valve is provided through which, during the initial stroke of the booster piston, a connection between the control line connected to the working cylinder and the pressure chamber of the working cylinder is interrupted during the initial stroke of the booster piston, characterized exclusively by the combination of the features that a weighing piston (27) guided in the booster piston (22) is provided which acts on the inlet and outlet valve (39) for the booster piston (22) and the weighing piston (27) in the same direction hitting pressure medium controls and is constantly under the influence of the pressure in the control line proportional and the pressure exerted on the pressure medium pressure counteracting force that this force is transmitted to the weighing piston via a graduated spring (21) and that in a known manner with the Control line constantly communicating chambers of the servo braking device with the exception of the chamber in which the control line pressure is converted into the force acting on the weighing piston, form an essentially volume-invariable space.

2. Servo braking device according to spoke 1, characterized in that the cylinder (4) for the working piston (9) extended backwards in the direction of the booster piston and on the piston rod (17) of the working piston (9) at a distance corresponding approximately to the largest piston stroke a second piston (12) working in the cylinder extension is provided and the space (13) between the two pistons (9 and 12) is permanently in open connection with the connection (14) for the control line and the interior of the hollow piston rod (17) . 3. Servo braking device according to claim 1 and 2, characterized in that in front of the spring (21) acting on the weighing piston (27), a piston (18) directly acted upon by the hydraulic fluid is connected, via which the control line pressure is transmitted to the weighing piston (27) will. 4. Servo braking device according to claim 1 to 3, characterized in that the connection between the working piston (9) and the rear piston part (12) is formed by a cylinder (11) in which the additional piston (18 ) connected in front of the weighing piston (27) ) is arranged displaceably. 5. Servo braking device according to claim 1 to 4, characterized in that the booster piston (22) with the working piston (9) connecting the hollow piston rod (17) apart from the additional piston (18), the stiffening spring (21) and the transmission parts (19, 20 and 26) , the space (16) in front of the additional piston (18) being connected to the space (13) or the control line connection (14, 5) via bores (15) . Documents considered: German Patent No. 925 868; British Patent No. 600,357; USA. Patents No. 2,365,471, 2,434,588, 2,502,378, 2,646,665, 2,670 604. Contemplated older patents: German patent no. 1057 880th.