DE1037881B

DE1037881B - Hydraulic actuation system for vehicle brakes, in particular vehicle brakes

Info

Publication number: DE1037881B
Application number: DET7234A
Authority: DE
Inventors: Hans Schanz
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1953-01-09
Filing date: 1953-01-09
Publication date: 1958-08-28
Also published as: GB769665A; FR1088722A; FR67833E

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei hydraulischen Bremsbetätigungsanlagen wird der im Hauptzylinder erzeugte Bremsdruck durch Leitungen auf die Radbremszylinder übertragen. Das Charakteristische derartiger Anlagen ist dabei, daß der erzeugte Bremsdruck in sämtlichen Zylindern gleich groß ist. Da jedoch eine gleichmäßige Bremskraftverteilung auf Vorder- und Hinterachse nicht den idealen Bedingungen entspricht, ist bereits vorgeschlagen worden, die auf die Räder der Vorderachse wirkende Bremskraft größer zu halten als die auf die Hinterräder wirkende. Dies kann durch entsprechende Querschnittsbemessung der Bremszylinder, durch Anordnung eines Druckübersetzers, z. B. in Gestalt eines Stufenzylinders, in der zu den Vorderradbremsen führenden Leitung oder durch Auswahl der Radbremsen, beispielsweise durch Anordnung von sogenannten Duplexbremsen in den Vorderrädern, erfolgen.In the case of hydraulic brake actuation systems, the brake pressure generated in the master cylinder is reduced Transfer lines to the wheel brake cylinder. The characteristic of such systems is that the brake pressure generated is the same in all cylinders. However, there is an even brake force distribution It has already been suggested that the conditions on the front and rear axles do not correspond to the ideal conditions been to keep the braking force acting on the wheels of the front axle greater than that acting on the rear wheels. This can be done by dimensioning the cross-section of the brake cylinder, by arranging a pressure intensifier, e.g. B. in the form of a stepped cylinder in which to the front brakes leading line or by selecting the wheel brakes, for example by arrangement of so-called duplex brakes in the front wheels.

Ferner sind schon mechanische Bremsbetätigungseinrichtungen bekanntgeworden, bei denen zur Verteilung der Bremskraft entweder eine einfache Feder oder eine Feder mit Klemmgesperre in das Hinterradbremsgestänge eingeschaltet worden sind, wodurch eine Minderung der auf die Hinterräder wirksamen Bremskraft bezüglich der auf die Vorderräder wirkenden erhalten wird. Die eingeschaltete Feder bzw. die Feder mit Klemmgesperre wirkt dabei als Bremskraftverteiler mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis. Bei der zweiten der genannten Ausführungen wirkt der Bremskraftverteiler gleichzeitig als Begrenzer der auf die Hinterräder wirksam werdenden Kraft, so daß die Hinterradbremskraft ab einem vorbestimmten Schaltpunkt nicht weiter ansteigt. Solche Ausführungsformen sind insofern nachteilig, als durch Spannung der die Bremskraftverteilung bewirkenden Feder bei Bremsung ein Teil der Fußarbeit ungenutzt verlorengeht.Furthermore, mechanical brake actuation devices have already become known, in which for distribution the braking force either a simple spring or a spring with locking mechanism in the rear brake linkage have been switched on, thereby reducing the effect on the rear wheels Braking force with respect to that acting on the front wheels is obtained. The activated spring resp. the spring with locking mechanism acts as a brake force distributor with a variable transmission ratio. In the second of the above-mentioned versions, the brake force distributor also acts as a limiter the force acting on the rear wheels, so that the rear wheel braking force from a predetermined Switching point does not increase any further. Such embodiments are disadvantageous in that by Tension of the spring causing the braking force distribution when braking a part of the footwork unused get lost.

Auch hydraulische Bremsbetätigungseinrichtungen, die einen Bremskraftverteiler besitzen, sind schon bekanntgeworden, so beispielsweise Einrichtungen, bei denen der Bremskraftverteiler in Form eines Druckbegrenzers ausgebildet und in der zu den Hinterradbremszylindern führenden Leitung angeordnet ist. In gleicher Weise wie bei den mechanischen Einrichtungen wird hierbei der auf die Hinterräder wirkende Bremsdruck ab einem vorbestimmten Schaltpunkt unabhängig von einem weiteren Druckanstieg in der zu den Vorderradbremszylindern führenden Leitung nicht mehr erhöht. Aber auch auf diese Weise wird keine sich an die idealen Bedingungen annähernde Verteilung erhalten.Hydraulic brake actuation devices that have a brake force distributor have also become known, for example devices in which the brake force distributor is designed in the form of a pressure limiter and is arranged in the line leading to the rear wheel brake cylinders. In the same way as with the mechanical devices, the brake pressure acting on the rear wheels is no longer increased from a predetermined switching point, regardless of a further increase in pressure in the line leading to the front wheel brake cylinders. But even in this way no distribution that approximates the ideal conditions is obtained.

Außerdem sind mechanische sowie hydraulische Bremsbetätigungseinrichtungen mit Bremsdruckreglern bekanntgeworden, die in Abhängigkeit von derIn addition, there are mechanical and hydraulic brake actuation devices with brake pressure regulators became known that depending on the

Hydraulische BetätigungsanlageHydraulic actuation system

für Fahrzeugbremsen,
insbesondere Kraftfahrzeugbremsenfor vehicle brakes,
in particular motor vehicle brakes

Anmelder:Applicant:

Alfred Teves
Maschinen- und ArmaturenfabrikAlfred Teves
Machine and fittings factory

Kommandit-Gesellschaft,
Frankfurt/M., Gustavsburgstr. 31Limited partnership,
Frankfurt / M., Gustavsburgstr. 31

Hans Schanz, Frankfurt/M.-Rödelheim,
ist als Erfinder genannt wordenHans Schanz, Frankfurt / M.-Rödelheim,
has been named as the inventor

Verzögerung gesteuert werden. Jedoch auch diese Ausführungsformen sind mit Nachteilen insofern be-Delay can be controlled. However, these embodiments also have disadvantages insofar as

^a5 haftet, als die Regelung auf diese Weise nicht direkt, sondern nur indirekt über ein die Verzögerung messendes Glied, wie beispielsweise ein Pendel oder eine gefederte oder nicht gefederte Masse, vorgenommen werden kann. Dieses Glied spricht jedoch nicht nur bei Bremsung, sondern auch bei Erschütterungen des Wagens, die beispielsweise durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufen werden, an. Danach besteht die Gefahr, daß der durch Erschütterungen auf das Pendel oder die gefederte Masse ausgeübte Impuls die Regelung weitgehend stört, so daß diese Ausführung keine ideale Regelung im Sinne einer Anpassung an die Mehrbelastung der Vorderräder durch die dynamische Achslastverlagerung bei Bremsung ergibt.
Zur Behebung aller beschriebenen Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei hydraulischen Betätigungsanlagen für Fahrzeugbremsen, insbesondere Kraftfahrzeugbremsen, mit einem in der zu den Vorderradbremszylindern führenden Leitung angeordneten Druckregler den Druckregler als Stufenzylinder auszubilden, dessen vom Druck des Hauptzylinders beaufschlagter Kolben ein einerseits unter der Wirkung des Druckes im mit den Vorderradbremszylindern in Verbindung stehenden Hochdruckraum und des Druckes im über ein Rückschlagventil mit dem Hochdruckraum in Verbindung stehenden Niederdruckraum, andererseits unter der Wirkung einer Feder stehendes Ventil enthält, welches die Verbindung des Niederdruckraumes mit einem Ausgleichsbehälter steuert. ^a 5 is liable as the regulation in this way cannot be carried out directly, but only indirectly via a member that measures the deceleration, such as a pendulum or a sprung or unsprung mass. However, this link does not only respond when braking, but also when the car is shaken, for example caused by uneven road surfaces. Thereafter, there is a risk that the impulse exerted by vibrations on the pendulum or the sprung mass largely disrupts the regulation, so that this version does not result in an ideal regulation in the sense of an adaptation to the additional load on the front wheels due to the dynamic shifting of the axle load when braking.
In order to remedy all the disadvantages described, the invention proposes that in hydraulic actuation systems for vehicle brakes, in particular motor vehicle brakes, with a pressure regulator arranged in the line leading to the front wheel brake cylinders, the pressure regulator should be designed as a stepped cylinder, the piston of which, on the one hand, acted upon by the pressure of the master cylinder, under the action of the pressure in with the front brake cylinder in connection high pressure chamber and the pressure in the low pressure chamber connected to the high pressure chamber via a check valve, on the other hand under the action of a spring valve which controls the connection of the low pressure chamber with an expansion tank.

809 599/381·809 599/381

Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß die auf diesem Wege erhaltene Bremskraftverteilung weitgehend der Idealverteilung, wie sie rechnerisch aus den Fahrzeugdaten ermittelbar ist, entspricht. Außerdem geht bei dieser Ausführungsform keine Fußkraft unnötig verloren, vielmehr erfolgt sogar noch eine Vergrößerung der Bremskraft an den Vorderrädern insofern, als der erfindungsgemäße Druckregler gleichzeitig als Druckverstärker ausgebildet ist.This embodiment has the advantage that the braking force distribution obtained in this way largely corresponds to the ideal distribution as can be calculated from the vehicle data. In addition, no foot force is unnecessarily lost in this embodiment, in fact, it actually takes place still an increase in the braking force on the front wheels in so far as the pressure regulator according to the invention is designed at the same time as a pressure booster.

Die Erfindung ermöglicht ferner durch eine entsprechende Dimensionierung der Einzelteile eine solche Auslegung, daß bei kleinen Verzögerungen die Hinterachse, bei großen Verzögerungen die Vorderachse zuerst blockiert.The invention also enables an appropriate dimensioning of the individual parts Such a design that the rear axle in the case of small decelerations and the front axle in the case of large decelerations blocked first.

Einzelheiten der Erfindung sind den Abbildungen sowie der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen. Es zeigtDetails of the invention can be found in the figures and the associated description. It shows

Abb. 1 ein Schema der Bremseinrichtung,Fig. 1 a diagram of the braking device,

Abb. 2 einen Schnitt durch den Druckregler,Fig. 2 a section through the pressure regulator,

Abb. 3 den Verlauf des Bremsdruckes P_v in den Vorderradbremszylindern in Abhängigkeit von dem Bremsdruck P_h in den Hinterradbremszylindern und damit in dem Hauptzylinder an Hand der Kurve a, während die Kurve b die ideale Druckverteilung angibt. Fig. 3 shows the course of the brake pressure P _v in the front brake cylinders as a function of the brake pressure P _h in the rear brake cylinders and thus in the master cylinder on the basis of curve a, while curve b indicates the ideal pressure distribution.

Vom Hauptzylinder 1 führt eine Bremsleitung 2 zu den beiden Radbremszylindern 3 und 4 der Hinterradbremsen sowie eine weitere Leitung 5 zu einem Druckübersetzer (Stufenzylinder 6) und von da aus über Leitung 7 zu den Radbremszylindern 8 bzw 9 der Vorderräder. Der im Hauptzylinder 1 erzeugte Bremsdruck wird unverändert den Hinterradbremsen zugeleitet, jedoch vor Beaufschlagung der Vorderradbremszylinder durch den Druckübersetzer entsprechend abgewandelt.A brake line 2 leads from the master cylinder 1 to the two wheel brake cylinders 3 and 4 of the rear wheel brakes and another line 5 to a pressure intensifier (stepped cylinder 6) and from there via line 7 to the wheel brake cylinders 8 or 9 of the front wheels. The one generated in the master cylinder 1 Brake pressure is fed unchanged to the rear wheel brakes, but before the front wheel brake cylinder is applied modified accordingly by the pressure intensifier.

Die Druckleitung 5 mündet in das Gehäuse 10 des Druckübersetzers, in welchem ein Stufenkolben 11 verschiebbar angeordnet ist. Der Niederdruckkolben 12 bewegt sich im Niederdruckteil des Zylinders 10, während der Hochdruckkolben 13 in einem entsprechend kleineren Zylinder 14 verschiebbar ist. Im Hochdruckkolben befindet sich in einer Bohrung ein druckdicht eingepaßter verschiebbarer Bolzen 15, dessen Vorderseite vom Druck im Hochdruckraum 16 beaufschlagt wird. Er wirkt mit seiner Hinterseite auf eine Ventilkugel 17, die unter der Wirkung einer Feder 18 steht und den Raum 19 vom Raum 20 trennt. Raum 19 steht über eine Bohrung 21 mit dem Niederdruckraum 22 in Verbindung, während Raum 20 über Bohrung 23 mit einem Ringraum 24 im Niederdruckkolben und über eine Bohrung 25 während des ganzen Kolbenhubes mit einem Ausgleichsbehälter 26 in Verbindung steht. Niederdruckraum 22 steht bei gelösten Bremsen über eine Bohrung 27 ebenfalls mit dem Ausgleichsbehälter 26 in Verbindung, jedoch wird diese Bohrung beim Bremsvorgang durch den Niederdruckkolben 12 abgeschlossen. Am Zylinder 14 ist eine Bohrung 28 vorgesehen, welche über den Niederdruckraum 22 und Bohrung 27 in Ruhestellung mit dem Ausgleichsbehälter 26 in Verbindung steht; beim Bremsvorgang wird Bohrung 28 vom Hochdruckkolben verschlossen.The pressure line 5 opens into the housing 10 of the pressure booster, in which a stepped piston 11 is arranged displaceably. The low pressure piston 12 moves in the low pressure part of the cylinder 10, while the high-pressure piston 13 can be displaced in a correspondingly smaller cylinder 14. in the High-pressure piston is located in a bore a pressure-tight fitted displaceable bolt 15, whose The front side is acted upon by the pressure in the high pressure chamber 16. He works with his back on a valve ball 17, which is under the action of a spring 18 and separates the space 19 from the space 20. Space 19 communicates with the low-pressure space 22 via a bore 21, while space 20 is above Bore 23 with an annular space 24 in the low pressure piston and a bore 25 throughout Piston stroke with an expansion tank 26 is in communication. Low pressure chamber 22 is released Brakes via a bore 27 also in connection with the expansion tank 26, however this bore is closed by the low-pressure piston 12 during the braking process. On cylinder 14 a bore 28 is provided, which via the low pressure chamber 22 and bore 27 in the rest position with the expansion tank 26 is in communication; during the braking process, bore 28 is made by the high-pressure piston locked.

Wird dem Raum 29 hinter dem Kolben 12, 13 vom Hauptzylinder 1 Druckmittel zugeführt, so verschiebt sich der Kolben, wobei die Flüssigkeit des Niederdruckraumes 22 über Längsbohrungen 30 in den Hochdruckraum 16 gelangt. Nach Anlegen der Bremsbacken an die Bremstrommel erhöht sich der Druck in dem Hochdruckraum 16. Dieser Druck wirkt sich über Stößel 15 auf das Ventilglied 17 aus. Der gleich große im Niederdruckraum 22 herrschende Druck wirkt unmittelbar über Bohrung 21 auf das Ventilglied 17. Nach Erreichen eines bestimmten Druckes in den Räumen 16 und 22, der die Kraft der Feder 18 überwindet, wird das Ventil 17 von seinem Sitz abgehoben, und es strömt Flüssigkeit von dem Niederdruckraum 22 in den Raum 26 über die Bohrungen 21, 23 und 25. Nach einem nur geringen Druckabfall in Raum 22 schließt das Ventil wieder, da die Federkraft größer ist als die Kraft, die über die Druckstange 15 und von dem hydraulischen Druck der Kammer 22 auf das Kugelventil 17 ausgeübt wird. Erst nach einer entsprechenden Drucksteigerung in dem Hochdruckraum 16 und in dem Raum 22 wird das Ventil wieder geöffnet. Dieses Pendeln des Ventils erfolgt so lange, bis Gleichgewicht zwischen der Federkraft und der von der Druckstange auf das Ventil ausgeübten Kraft besteht. Auf diese Weise vollzieht sich der Druckabfall im Raum 22 nicht plötzlieh, sondern über einen gewissen Druckbereich. Die Größe des Bereiches ist von der Bemessung des Verhältnisses des Querschnittes der Ventilsitzbohrung und des Querschnittes der Druckstange abhängig. Nach Entlastung des Druckraumes 22, d. h. nach Veras bindung dieses Raumes mit dem Flüssigkeitsbehälter 26 über das Ventil 17 erfolgt eine Druckübersetzung entsprechend dem Verhältnis der Stirnflächen des Stufenkolbens. Diese Druckübersetzung wirkt sich dahingehend aus, daß der Druck im Hochdruckraum und damit in Leitung 7 sich in Abhängigkeit von der Fußkraft bzw. dem Hauptzylinderdruck kontinuierlich ändert. Durch Bemessung der wirksamen Querschnitte sowie der Kolbenflächen liegt es im Ermessen des Konstrukteurs, das Verhältnis der Drücke in den Leitungen 2 und 7 beliebig zu verändern.If pressure medium is supplied to the space 29 behind the piston 12, 13 from the master cylinder 1, it shifts the piston, the liquid of the low-pressure chamber 22 via longitudinal bores 30 in the High pressure chamber 16 arrives. After placing the brake shoes on the brake drum, the pressure increases in the high-pressure chamber 16. This pressure acts on the valve member 17 via the tappet 15. The same The high pressure prevailing in the low-pressure chamber 22 acts directly on the valve member via the bore 21 17. After a certain pressure has been reached in spaces 16 and 22, which increases the force of spring 18 Overcomes, the valve 17 is lifted from its seat, and it flows liquid from the low-pressure chamber 22 into space 26 via bores 21, 23 and 25. After only a slight drop in pressure in space 22 the valve closes again because the spring force is greater than the force exerted by the push rod 15 and is exerted on the ball valve 17 by the hydraulic pressure of the chamber 22. Only after a corresponding increase in pressure in the high-pressure space 16 and in the space 22 is the valve opened again. This oscillation of the valve continues until equilibrium between the There is spring force and the force exerted on the valve by the push rod. In this way if the pressure drop in space 22 does not occur suddenly, but over a certain pressure range. The size of the area depends on the dimensioning of the ratio the cross section of the valve seat bore and the cross section of the push rod dependent. After the pressure chamber 22 has been relieved, d. H. According to Veras, this space is bound to the liquid container 26 via the valve 17 there is a pressure intensification according to the ratio of the end faces of the Stepped piston. This pressure intensification has the effect that the pressure in the high pressure chamber and thus in line 7 is continuously depending on the foot force or the master cylinder pressure changes. By dimensioning the effective cross-sections and the piston areas, it is at the discretion of the Designer to change the ratio of the pressures in lines 2 and 7 as desired.

Der Stufenzylinder kann mit dem Hauptzylinder zu einer Einheit vereinigt sein, wobei die beschriebene Wirkungsweise unverändert bleibt.The step cylinder can be combined with the master cylinder to form a unit, the one described Mode of action remains unchanged.

Zur Erhöhung der Sicherheit kann der Hauptzylinder als Zweikreishauptzylinder ausgebildet sein, und zwar derart, daß der Druckübersetzer und der Hauptzylinder in einem Gehäuse vereinigt sind und der Hydraulikteil zwischen dem Hauptzylinderkolben und dem Übersetzerkolben mit den Hinterradbremszylindern und der Hochdruckraum des Druckübersetzers mit den Vorderradbremszylindern in Verbindung steht. Bei Ausfall (z.B. Bruch) der Leitung2 erfolgt dann eine mechanische Übertragung vom Kolben des Hauptzylinders zum Kolben des Druckübersetzers. Der Leitungskreis zu den Vorderradbremsen bleibt intakt. Bei Ausfall der Leitung 7 setzt sich der Kolben des Druckübersetzers im Zylinderboden auf, und die Bremsleitung zu den Hinterradbremsen bleibt funktionsfähig.To increase safety, the master cylinder can be designed as a two-circuit master cylinder, and in such a way that the pressure intensifier and the master cylinder are combined in one housing and the Hydraulic part between the master cylinder piston and the booster piston with the rear brake cylinders and the high pressure chamber of the pressure booster with the front brake cylinders in connection stands. In the event of failure (e.g. break) of line 2, there is a mechanical transmission from the piston of the master cylinder to the piston of the pressure intensifier. The circuit to the front brakes remains intact. If line 7 fails, the piston of the pressure intensifier will settle in the cylinder base, and the brake line to the rear brakes remains functional.

Claims

Patent claims:

1. Hydraulic actuation system for vehicle brakes, especially vehicle brakes, with a pressure regulator arranged in the line leading to the front brake cylinders, da ^ characterized in that the pressure regulator is designed as a stepped cylinder (6) whose from Pressure of the main cylinder (1) applied to the piston (11) on the one hand under the action of the Pressure in the high pressure chamber (16) and in communication with the front brake cylinders the pressure in the low-pressure chamber, which is connected to the high-pressure chamber via a check valve (22), on the other hand, under the effect

a spring (18) upright valve (17), which connects the low-pressure chamber controls with an expansion tank (26).

2. Plant according to claim 1, characterized in that a low-pressure piston (12) Annular space (24) is arranged, which has a bore (23) with the valve chamber (20) and in each Piston position is connected to the expansion tank (26) via a bore (25).

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the stepped cylinder (6) with the Master cylinder (1) is structurally combined.

4. Plant according to claim 3, characterized in that the piston of the master cylinder (1)

act mechanically - for example via a pressure pin - on the stepped piston (11) can.

Considered publications:

German Patent Nos. 659 858, 704 693;

German patent application K 5779 II / 63 c (published on August 23, 1951);

Austrian Patent No. 168 302; French Patent No. 876 843; U.S. Patent Nos. 2,219,765, 2,242,297, 526,968;

Deutsche Kraftfahrforschung, Issue 13: Brake system investigations on motor vehicles.

1 sheet of drawings