DE1271570B

DE1271570B - Brake actuation device, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE1271570B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Fiala
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1959-03-11
Filing date: 1959-03-11
Publication date: 1968-06-27

Description

Bremsbetätigungseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsbetätigungseinrichtung, insbesondere für die Räder von Kraftfahrzeugen, mit einer saugseitig mit der vom Hauptzylinder oder Bremsventil kommenden Primärleitung und druckseitig mit der zum Arbeitszylinder führenden Sekundärleitung verbundenen und in Abhängigkeit von der Drehzahl des oder der betreffenden Räder angetriebenen Pumpe zur Bremskraftverstärkung und mit einer die Druck- und Saugseite der Pumpe verbindenden Leitung, die durch ein mittels eines Geberorgans durch den in der Primärleitung herrschenden Druck beeinflußbare überbrückungsventil verschließbar ist.Brake actuation device, in particular for motor vehicles The invention relates to a hydraulic brake actuation device, in particular for the wheels of motor vehicles, with a suction side with that of the master cylinder or brake valve coming primary line and on the pressure side with the secondary line leading to the working cylinder connected and depending on the speed of the wheel or wheels in question driven pump for brake booster and with one the pressure and suction side the pump connecting line, which is carried by a means of a donor organ by the Pressure prevailing in the primary line can be influenced by closing the bridging valve is.

Es ist eine Bremsbetätigungseinrichtung bekannt, bei der Bremsscheiben nach Art von Taumelscheiben angeordnet sind, die auf Kolben wirken, wobei zunächst der durch das Pedal erzeugte Bremsdruck zum Anpressen der beiden Scheiben benutzt wird, während beim überschreiten eines bestimmten, durch das Pedal erzeugten Druckes die Leitungen zu den kombinierten Arbeits- und Bremszylindern vollkommen von der Bremsleitung des mit dem Pedal verbundenen Hauptzylinders getrennt werden und der mit dem Pedal erzeugte Druck lediglich zur Steuerung eines Ventils benutzt wird, das die Durchflußmenge der Pumpen regelt und damit die weiteren Bremskräfte hervorruft. Es tritt hier zwar ein geschwindigkeitsabhängiger Bremsdruck auf, jedoch wird keine Verstärkung eines Bremsdruckes verwirklicht, da der durch die Fußkraft erzeugte Bremsdruck nur zur Steuerung benutzt wird. Ein stufenloses Bremsen ist mit dieser Einrichtung nicht mehr möglich, sobald sie auf reine Ventilsteuerung umgeschaltet hat.A brake operating device is known in which brake disks are arranged in the manner of swash plates, which act on pistons, with initially the brake pressure generated by the pedal is used to press the two discs is, while exceeding a certain pressure generated by the pedal the lines to the combined working and brake cylinders completely from the Brake line of the master cylinder connected to the pedal are disconnected and the pressure generated with the pedal is only used to control a valve, which regulates the flow rate of the pumps and thus generates the further braking forces. A speed-dependent brake pressure occurs here, but it is not Reinforcement of a brake pressure is realized because it is generated by the force of the foot Brake pressure is only used for control. A stepless braking is with this Setup no longer possible as soon as it switched to pure valve control Has.

Es ist des weiteren eine hydraulisch betätigbare Bremseinrichtung, insbesondere für die Räder von Flugzeugen, bekannt, bei der eine Verstärkung des Bremsdruckes über eine in Abhängigkeit von der Drehzahl der betreffenden Räder arbeitenden Pumpe erfolgt. Die von dem Pedal aufbringbaren Bremskräfte betragen nur einen geringen Teil der erforderlichen maximalen Bremskraft. Die Druckverstärkung erfolgt bei dieser Ausführungsform in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Querschnitte eines Steuerventils und des Kolbens des Steuerventils.It is also a hydraulically actuated braking device, in particular for the wheels of aircraft, known in which a reinforcement of the Brake pressure via a working depending on the speed of the wheels in question Pump takes place. The braking forces that can be applied by the pedal are only small Part of the required maximum braking force. The pressure intensification takes place with this Embodiment depending on the ratio of the cross sections of a control valve and the piston of the control valve.

Außerdem ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine über die betreffenden Räder angetriebene Pumpe einen Druck auf einen Hilfskolben ausübt, der mit dem vom Pedal betätigten Kolben in starrer Verbindung steht.In addition, a device is known in which one on the relevant Wheels driven pump exerts a pressure on an auxiliary piston, which with that of the Pedal operated piston is rigidly connected.

Da bei Kraftfahrzeugen der nötige Bremsdruck für die optimale Bremswirkung mit der Fahrgeschwindigkeit zunimmt und außerdem die erhöhte Rotationsenergie der Räder vernichtet werden muß, ist eine mit der Fahrgeschwindigkeit zunehmende Bremskraftverstärkung für Fahrzeuge allgemein erwünscht.As in motor vehicles the necessary brake pressure for the optimal braking effect increases with driving speed and also the increased rotational energy of the Wheels must be destroyed is a brake booster that increases with driving speed generally desirable for vehicles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit baulich einfachen Mitteln unter Vermeidung der vorstehend geschilderten Nachteile eine geschwindigkeitsabhängige Verstärkung des primär eingesteuerten Bremsdruckes zu ermöglichen. Die Erfindung besteht darin, daß zur an sich bekannten geschwindigkeitsabhängigen Bremskraftverstärkung eine Pumpe Verwendung findet, die in ihrer Ausgangsleitung einen von ihrer Drehzahl abhängigen Druck aufbaut, und das Geberorgan einerseits durch den Druck in der Primärleitung, andererseits durch ein elastisches Glied belastet ist und mit dem überbrückungsventil durch Zwischenschaltung einer Feder in elastischer Wirkverbindung steht und diese Feder entsprechend der gewünschten Druckverstärkung zwischen der Primärleitung und der Sekundärleitung bei Ansteigen des Druckes in der Primärleitung stärker vorspannt.The invention is based on the object with structurally simple means while avoiding the disadvantages outlined above, a speed-dependent one To enable amplification of the primarily applied brake pressure. The invention consists in the fact that the speed-dependent brake booster known per se a pump is used that has one of its speed in its output line dependent pressure builds up, and the transmitter organ on the one hand by the pressure in the primary line, on the other hand is loaded by an elastic member and with the bypass valve through the interposition of a spring is in elastic operative connection and this Spring according to the desired pressure amplification between the primary line and the secondary line is pretensioned more strongly when the pressure in the primary line rises.

In baulich einfacher Weise kann als Geberorgan eine Membran dienen. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn als Geberorgan in an sich bekannter Weise ein Kolben dient.In a structurally simple manner, a membrane can serve as a transmitter element. It can also be advantageous if a donor organ is used in a manner known per se Piston is used.

In äußerst einfacher Weise kann die Wirkverbindung zwischen dem Geberorgan und dem überbrükkungsventil mittels eines Hebelgetriebes, insbesondere eines Winkelhebels, hergestellt sein. Die Primärleitung kann mit der Sekundärleitung über eine weitere überbrückungsleitung mit einem Rückschlagventil verbunden sein.In an extremely simple way, the operative connection between the donor organ and the bridging valve by means of a lever mechanism, in particular an angle lever, be made. The primary line can be connected to the secondary line via another bridging line to be connected to a check valve.

Eine zweckmäßige, besonders raum- und materialsparende Anordnung erhält man, wenn die Pumpe in an sich bekannter Weise von der Bremstrommel, insbesondere von der Innenwand, angetrieben wird. Die Pumpe kann in an sich bekannter Weise getrennt an jedem einzelnen Rad angebracht sein und getrennt betätigt werden. Hierdurch wird das Blockieren eines einzelnen Rades verhindert. In baulich vorteilhafter Weise kann das gemeinsame Gehäuse der zur automatischen Bremsverstärkung dienenden Elemente konstruktiv mit dem Arbeitszylinder verbunden sein.A practical, particularly space and material-saving arrangement is given if the pump is in a known manner from the brake drum, in particular from the inner wall. The pump can be separated in a manner known per se at be attached to each individual wheel and operated separately. This prevents a single wheel from locking. In structurally advantageous Way, the common housing can be used for automatic brake boosting Elements be structurally connected to the working cylinder.

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die an Hand von vier Figuren näher dargestellt sind.Two embodiments of the invention are described below, which are shown in more detail on the basis of four figures.

F i g. 1 bis 3 zeigen das erste Ausführungsbeispiel in drei möglichen Stellungen; F i g. 4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel.F i g. 1 to 3 show the first exemplary embodiment in three possible forms Positions; F i g. 4 shows the second embodiment.

Kern der Erfindung ist der automatische Bremskraftverstärker innerhalb einer hydraulischen Bremseinrichtung für ein oder mehrere Räder eines Kraftfahrzeugs. Dieser Bremskraftverstärker ist in seiner Gesamtheit in den F i g. 1 bis 3 mit 1 bezeichnet. Er besteht im wesentlichen aus einer Pumpe 2, einem Rückschlagventil 3 und einem Überbrückungsventil 4.The core of the invention is the automatic brake booster within a hydraulic braking device for one or more wheels of a motor vehicle. This brake booster is shown in its entirety in FIGS. 1 to 3 with 1 designated. It essentially consists of a pump 2, a check valve 3 and a bypass valve 4.

Die Pumpe 2 ist in den F i g. 1 bis 4 nur schematisch angedeutet. Sie wird über die Rolle 5 nach dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 3 direkt von der Bremstrommel 6' angetrieben.The pump 2 is shown in FIGS. 1 to 4 only indicated schematically. It is via the roller 5 according to the embodiment of FIG. 1 to 3 directly driven by the brake drum 6 '.

Nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend den F i g. 1 bis 3 ist als weiteres wichtiges Element innerhalb der automatischen Bremskraftverstärker eine Membran 6 vorgesehen, die über einen Winkelhebel 7 und eine Schraubenfeder 8 mit der Ventilplatte 9 des Überbrückungsventils 4 verbunden ist.According to the embodiment according to FIGS. 1 to 3 is as Another important element within the automatic brake booster Diaphragm 6 is provided, which via an angle lever 7 and a coil spring 8 with the valve plate 9 of the bypass valve 4 is connected.

Das Rückschlagventil 3 besteht im wesentlichen aus einer Kugel, die ebenfalls unter dem Druck einer Schraubenfeder 10 steht. An das Gehäuse 11 des Bremskraftverstärkers schließen sich zwei Leitungen an, nämlich eine Leitung 12, die vom Bremspedal bzw. vom Kraftzylinder des Bremspedals kommt, und eine Leitung 13, die zurrt Arbeitszylinder führt und dort die Arbeitskolben, die die Bremsbacken betätigen, unter Druck setzen kann. Das gemeinsame Gehäuse 11 der zur automatischen Bremsverstärkung dienenden Elemente kann konstruktiv mit dem Arbeitszylinder verbunden sein.The check valve 3 consists essentially of a ball which is also under the pressure of a helical spring 10 . Two lines connect to the housing 11 of the brake booster, namely a line 12, which comes from the brake pedal or the power cylinder of the brake pedal, and a line 13, which leads to the working cylinder and there the working pistons that actuate the brake shoes are pressurized can. The common housing 11 of the elements used for automatic brake boosting can be structurally connected to the working cylinder.

Die Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung geht bei einer Betrachtung der F i g. 1 bis 3 in der Reihenfolge ihrer Numerierung, auf Grund der dort eingezeichneten Pfeile, die die Strömüngsrichtung des Bremsöles angeben, hervor.The operation of the first embodiment of the invention goes when looking at FIG. 1 to 3 in the order of their numbering The reason for the arrows drawn there, which indicate the direction of flow of the brake oil, emerged.

F i g. 1 gibt die Situation wieder, wenn das Bremspedal nicht betätigt wurde. Die Pumpe 2,, die stets arbeitet, fördert im Kreis entsprechend den Pfeilen 14, 15,16,17. Das Überbrückungsventil 4 ist geöffnet, die Ventilplatte 9 gibt die Durchtrittsöffnung 18' frei.F i g. 1 shows the situation when the brake pedal is not depressed became. The pump 2 ,, which always works, delivers in a circle according to the arrows 14, 15,16,17. The bypass valve 4 is open, the valve plate 9 is the Passage opening 18 'free.

Die Pumpe 2 fördert im übrigen nur eine sehr kleine Menge der Bremsflüssigkeit, sie arbeitet mit einer Drehzahl, die in einem festen Verhältnis zur Umdrehungszahl des Rades steht. In der Stellung gemäß 1~' i g. 1 wird nicht gebremst. Der Druck der vom Bremspedal kommenden Leitung entspricht dem atmosphärischen Druck; Überdruck ist nicht vorhanden.The pump 2 only delivers a very small amount of the brake fluid, it works at a speed that is in a fixed ratio to the number of revolutions of the wheel. In the position according to 1 ~ 'i g. 1 is not braked. The pressure the line coming from the brake pedal corresponds to atmospheric pressure; Overpressure is not present.

Wird nun das Bremspedal betätigt, so stellt sich in der vom Bremspedal kommenden Leitung 12 ein Überdruck ein, der das Rückschlagventil3 anhebt. Es tritt eine Strömung entsprechend den Pfeilen 18; 19, 20,21 zum Arbeitszylinder der Bremse ein. Die Bremsbacken legen sich weich an. Gleichzeitig wird durch die Druckerhöhung die Membran 6 nach außen gebogen (F i g. 2) und über- den Winkelhebel 7 und die Feder 8 die Drosselplatte 9 angedrückt. Die Pumpe 2 fördert nunmehr nur noch in die Leitung 13 zum Arbeitszylinder. In der letztgenannten Leitung baut sich ein Druck auf, der zunächst das Rückschlagventil 3 schließt. Es strömt also kein öl mehr durch das kückselilägventil, und die Bremsbacken werden durch die Druckerhöhung in der Leitung 13, entsprechend der Tourenzahl der Pumpe 2, die direkt abhängig von der Tourenzahl des Rades ist, angepreßt. Der Druck in der Leitung 13 zum Arbeitszylinder steigert sich, bis ein bestimmtes Verhältnis des Drukkes in der Leitung 13 zu dem Druck in der Leitung 12 erreicht ist. Dieses Verhältnis kann durch entsprechende Bemessung der Elastizität der Feder 8 und der Membran 6 sowie durch die Ausbildung des Drosselspaltes 22 der sich öffnenden Drosselplatte 9 eingestellt werden. Bei Erreichen dieses Verhältnisses öffnet sich, wie soeben gesagt, die Drosselplatte 9 um einen geringen Betrag, wie in F i g. 3 gezeigt, und ein stark gedrosselter Kreislauf bei teilweise zusammengedrückter Feder 8 stellt sich ein.If the brake pedal is now actuated, an overpressure is established in the line 12 coming from the brake pedal, which lifts the check valve 3. There is a flow according to the arrows 18; 19, 20, 21 to the working cylinder of the brake. The brake shoes are soft. At the same time, the increase in pressure causes the membrane 6 to be bent outwards (FIG. 2) and the throttle plate 9 is pressed on via the angle lever 7 and the spring 8. The pump 2 now only delivers into the line 13 to the working cylinder. A pressure builds up in the last-mentioned line, which initially closes the check valve 3. So there is no more oil flowing through the kückselilägventil, and the brake shoes are pressed by the pressure increase in line 13, corresponding to the number of revolutions of the pump 2, which is directly dependent on the number of revolutions of the wheel. The pressure in the line 13 to the working cylinder increases until a certain ratio of the pressure in the line 13 to the pressure in the line 12 is reached. This ratio can be set by appropriately dimensioning the elasticity of the spring 8 and the diaphragm 6 and by designing the throttle gap 22 of the throttle plate 9 that is opening. When this ratio is reached, as just said, the throttle plate 9 opens by a small amount, as in FIG. 3 shown, and a strongly throttled circuit with a partially compressed spring 8 is established.

Das Verhältnis der Drücke in der Leitung 13 zum Arbeitszylinder und in der Leitung 12 vom Bremspedal kann entsprechend den gewünschten Bremsverstärkungen in Abhängigkeit von der Drehzahl und entsprechend den vorliegenden Bremstypen oder Fahrzeugtypen ohne weiteres auf Grund der Auswahl der Feder 8, der besonderen Ausgestaltung des Ringspaltes 22 und der Membran 6 eingestellt werden.The ratio of the pressures in line 13 to the working cylinder and in line 12 from the brake pedal can correspond to the desired brake boosts depending on the speed and according to the type of brake or Vehicle types readily due to the selection of the spring 8, the special design of the annular gap 22 and the membrane 6 can be adjusted.

Die F i g. 4 gibt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder, das in seiner prinzipiellen Arbeitsweise dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 bis 3 entspricht.The F i g. 4 shows a further embodiment of the invention, which, in its basic mode of operation, corresponds to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3 corresponds.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 sind eine Pumpe 2, eine Drosselplatte 9, ein Rückschlagventil 3 und Federn 10, 8 zur Beaufschlagüng des Rückschlagventils 3 und der Drosselplatte 9 vorgesehen. Eine weitere Feder 23 stützt den Kolben 24 des Ausführungsbeispiels nach F i g: 4 gegenüber dem Gehäuse 25 ab.Also in the embodiment according to FIG. 4, a pump 2, a throttle plate 9, a check valve 3 and springs 10, 8 for acting on the check valve 3 and the throttle plate 9 are provided. Another spring 23 supports the piston 24 of the exemplary embodiment according to FIG. 4 with respect to the housing 25.

Der Kolben 24 nach F i g. 4 entspricht der Membran 6 nach den F i g. 1 bis 3. Der Kolben 24 nach F i g. 4 liegt in einem besonderen Zylinder 26, der an die Leitung 12, die vom Pedal kommt, angeschlossen ist.The piston 24 according to FIG. 4 corresponds to the membrane 6 according to FIGS G. 1 to 3. The piston 24 according to FIG. 4 lies in a special cylinder 26, the is connected to the line 12 coming from the pedal.

Findet auf Grund der Betätigung des Bremspedals eine Druckerhöhung in der Leitung 12 statt, so öffnet sich das Rückschlagventil 3 und die Bremsbacken legen sich zunächst weich an. Gleichzeitig äußert sieh jedoch auch der Druck in der vom Pedal kommenden Leitung 12 auf die Reaktionsfläche 27 des Kolbens 24, so däß es über die Kolbenstange 28 und die Feder 8 zu einer Bewegung der Drosselplatte 9 gegen die öffnung29 kommt. Die Drosselplatte 9 unterbricht schließlich den Ölkreislauf von der Druck- zur Saugseite der Pumpe 2, und es kommt zu einer Drucksteigerung in der zur Bremse führenden Leitung 13. Der Druck steigert sich in der Leitung 13 so weit, bis die Drosselplatte 9, erstsprechend F i g. 3 des an erster Stelle genannten Ausführungsbeispiels, abgehoben wird, so daß ein stark gedrosselter Kreislauf, wie er ursprünglich vorhanden war, wieder eintritt. Das Verhältnis der Drücke in der Leitung 13 zum Bremsarbeitszylinder einerseits und in Leitung vom Bremspedal 12 andererseits ist abhängig von der Federcharakteristik der beiden Federn 8, 23, von der Ausbildung der Platte 9 und schließlich von der Reaktionsfläche 27 des Kolbens 24. Insbesondere durch die Auswahl der beiden Federn 8, 23 läßt sich das Verhältnis zwischen Bremsverstärkung und Fahrgeschwindigkeit in beliebiger Weise einregeln.Finds an increase in pressure due to the actuation of the brake pedal instead of in the line 12, the check valve 3 and the brake shoes open initially lay down softly. At the same time, however, the pressure is also expressed in the line 12 coming from the pedal to the reaction surface 27 of the piston 24, see above that there is a movement of the throttle plate via the piston rod 28 and the spring 8 9 comes against the opening29. The throttle plate 9 finally interrupts the oil circuit from the pressure to the suction side of the pump 2, and there is an increase in pressure in line 13 leading to the brake. The pressure increases in line 13 until the throttle plate 9, first corresponding F i g. 3 of the first mentioned Embodiment, is lifted, so that a heavily throttled circuit, such as he originally existed, re-enters. The ratio of the pressures in the Line 13 to the brake working cylinder on the one hand and in line from the brake pedal 12 on the other hand is dependent on the spring characteristics of the two springs 8, 23 of the formation of the plate 9 and finally of the reaction surface 27 of the piston 24. In particular through the selection of the two springs 8, 23 can the Relationship between brake gain and driving speed in any way adjust.

Sinkt die Drehzahl des betreffenden Rades, so sinkt verhältnisgleich auch die Drehzahl der Pumpe. Dadurch wird ein entsprechend geringerer Druck in der Leitung 13, die zum Arbeitszylinder führt, aufgebaut, bis schließlich kein überdruck mehr in der zum Arbeitszylinder führenden Leitung vorhanden ist. Ein Ende der Bremsung kann selbstverständlich auch erfolgen, wenn der überdruck in der vom Bremspedal kommenden Leitung 12 abfällt und gleich Null wird, so daß sich die Membran, wie in F i g. 1 gezeigt, hebt und die Platte 9 die Durchtrittsöffnung 18' bzw. 29 wieder freigibt.If the speed of the wheel in question decreases, the speed of the pump also decreases proportionally. As a result, a correspondingly lower pressure is built up in the line 13, which leads to the working cylinder, until finally there is no longer any excess pressure in the line leading to the working cylinder. Braking can of course also end when the overpressure in the line 12 coming from the brake pedal drops and becomes equal to zero, so that the membrane, as in FIG. 1, lifts and the plate 9 exposes the passage opening 18 ' or 29 again.

Claims

Claims: 1. Hydraulic brake actuation device, in particular for the wheels of motor vehicles, with a suction side with the primary line coming from the master cylinder or brake valve and on the pressure side with the secondary line leading to the working cylinder and driven depending on the speed of the wheel or wheels in question for braking force boosting and with a line connecting the pressure and suction side of the pump, which can be closed by a bypass valve which can be influenced by the pressure prevailing in the primary line by means of a transmitter element, characterized in that a pump (2) is used for the known speed-dependent braking force boosting, which in Its output line builds up a pressure dependent on its speed, and the transmitter element is loaded on the one hand by the pressure in the primary line (12) and on the other hand by an elastic member (6, 23) and with the bypass valve (4) Interposition of a spring according to the desired pressure increase between the primary line (12) and the secondary line (13) when the pressure rises in the primary line (12). z. Brake actuation device according to Claim 1, characterized in that a membrane (6) serves as the transmitter element. 3. Brake actuation device according to claim 1, characterized in that a piston (24) is used as a transmitter element in a manner known per se. 4. Brake actuation device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the operative connection between the transmitter element and the bridging valve by means of a lever mechanism, in particular an angle lever (7), is established. 5. Brake actuation device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the primary line (12) is connected to the secondary line (13) via a further bypass line with a check valve (3). 6. Brake actuation device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pump (2) is driven in a known manner by the brake drum (6 '), in particular by its inner wall. 7. Brake actuation device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pump (2) is attached separately in a manner known per se to each individual wheel and is actuated separately. B. Brake actuation device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the common housing (11) of the elements used for automatic brake boosting is structurally connected to the working cylinder. Considered publications: German Patent Nos. 391812, 560 759, 823 705; USA. Patent No. 1610 755, 2004078, 2569670, 2788094. Deutsche Kraftfahrtforschung, Issue 139, p. 11, VDI-Verlag G. mb H., Düsseldorf 1960.