DE1576178C

DE1576178C - Pneumatic working cylinder

Info

Publication number: DE1576178C
Authority: DE
Inventors: Günther Dr Ing 3002 Bissendorf Fntzsche
Original assignee: Westinghouse Bremsen und Apparatebau GmbH
Current assignee: Westinghouse Bremsen und Apparatebau GmbH

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckluftarbeitszylinder, verwendbar insbesondere als Bremsverstärker für hydraulisch gebremste Straßenfahrzeuge, mit einem doppelsitzigen Be- und Entlüftungsventil, dessen Belüftungsventil sich in einem muskelbetätigten Steuerkolben befindet, während der Entlüftungsventilsitz mit dem Arbeitskolben verbunden ist. In diesen Verwendungsfällen betätigt ein solcher Druckluftarbeitszylinder einen mit ihm verbundenen hydraulischen Hauptzylinder.The invention relates to a compressed air working cylinder, usable in particular as a brake booster for hydraulically braked road vehicles, with a double-seat ventilation valve, whose vent valve is located in a muscle-operated control piston, while the vent valve seat is connected to the working piston. In Such a pneumatic working cylinder actuates these applications a hydraulic master cylinder connected to it.

Bei Zugmaschinen verhältnismäßig geringen Eigengewichtes, die zum Ziehen von Anhängern eingesetzt werden, deren Eigengewicht um ein Mehrfaches größer ist, bestehen die folgenden bremstechnischen Schwierigkeiten: ...In the case of tractors, relatively low dead weight, which is used for pulling trailers whose dead weight is several times greater, there are the following braking technology Trouble: ...

Die alleinfahrende" Zugmaschine, die häufig auch als Leicht-Lastkraftwagen eingesetzt wird, sollte, um sich dem bei Personenkraftwagen üblichen Bremsverhalten anzupassen, hohe Bremsverzögerungen erreichen können. Insbesondere ist dies dann nötig, wenn diese Fahrzeuge mit Geschwindigkeiten fahren, die an die der Personenkraftwagen herankommen. Wird ein solcher Leicht-Lastkraftwagen bzw. eine solche Zugmaschine dann im Betrieb mit schweren Anhängern gefahren, muß die Eigenverzögerung dieses Fahrzeuges derjenigen des Anhängers angepaßt werden.The self-propelled "tractor, which often also is used as a light truck, should in order to comply with the braking behavior usual for passenger vehicles adapt, can achieve high braking decelerations. In particular, this is necessary when these vehicles travel at speeds approaching those of passenger cars. If such a light truck or such a tractor is then operated with heavy If you are driving a trailer, the self-deceleration of this vehicle must match that of the trailer will.

Da die Abbremsung der schweren Anhänger im Durchschnitt wesentlich niedriger liegt als die der Personenkraftwagen, heißt dieses, daß die Abbremsung der Zugmaschinen beim Betrieb mit Anhängern ebenfalls wesentlich niedriger sein muß als beim Alleingang der Zugmaschine. Andernfalls besteht die Gefahr, daß der schwächer bremsende, wesentlich schwerere Anhänger die leichte" Zugmaschine beim Bremsen aus der Spur drücken kann.Since the braking of the heavy trailers is on average much lower than that of the Passenger cars, this means that the braking of the tractor units when operating with trailers must also be significantly lower than if the tractor were to go it alone. Otherwise the There is a risk that the much heavier trailer, which brakes more slowly, will take over the "light" tractor Brakes can push them out of track.

Dieses an sich bekannte Problem ist dadurch lösbar, daß man den Verstärkungsgrad eines für die Bremsanlage der Zugmaschine benutzten Bremsverstärkers veränderbar macht. Dabei muß aber gewährleistet bleiben, daß der Anhänger über seine Druckluftleitung immer den gleichen, vom Verstärkungsgrad der Motorwagenbremse unabhängigen Bremsdruck erhält. Beim Betrieb mit Anhänger soll der Verstärkungsgrad niedrig sein; beim Betrieb ohne Anhänger dagegen hoch.This known problem can be solved by the fact that one of the gain for the Brake system of the tractor used makes the brake booster changeable. But it must be guaranteed remain that the trailer via its compressed air line always has the same degree of gain the truck brake receives independent brake pressure. When operating with a trailer, it should the gain will be low; when operating without a trailer, on the other hand, it is high.

Mit der USA.-Patentschrift 1558 374 ist eine Bremseinrichtung bekanntgeworden, die während des Bremsvorganges ein Blockieren der Räder verhindern soll und zu diesem Zweck zwei Bremszylinder aufweist, die je einen mit zwei annähernd gleich großen Wirkflächen versehenen Kolben enthalten. Um die Bremszylinder mit zwei unterschiedlichen Verstärkungsgraden betreiben zu können, sind den beiden Wirkflächen der Kolben zwei voneinander getrennte Kammern zugeordnet, die unabhängig voneinander mit unterschiedlich hohen Drücken beaufschlagbar sind. Diese Ausführung ist jedoch aufwendig und teuer, weil zur Erzeugung der unterschiedlichen Drücke ein zusätzliches Regelventil und Zuführungsleitungen erforderlich sind. With U.S. Patent 1,558,374 is one Brake device became known, which prevent the wheels from locking during braking should and for this purpose has two brake cylinders, each one with two approximately the same size Contain pistons provided with active surfaces. To the brake cylinder with two different levels of gain To be able to operate, the two active surfaces of the pistons are two separate from one another Associated chambers that can be acted upon independently of one another with differently high pressures are. However, this design is complex and expensive, because to produce the different Pressures an additional control valve and feed lines are required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gleiche Problem auf wesentlich einfachere und billigere Weise zu lösen und die Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Druckluftarbeitszylinders über das unmittelbare Aufgabenziel hinaus auszuweiten.The invention is based on the problem of being much simpler and simpler cheaper way to solve and the possible uses of the pneumatic working cylinder according to the invention to expand beyond the immediate objective of the task.

Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß der Arbeitskolben in eine zentrale und .in_. eine diese umgebende ringförmige Beaufschlagungsfläche mit voneinander getrennten Kolbenkammern unterteilt ist, und daß beide Kolbenkammern mittels eines Absperrorgans mit Entlüftung willkürlich miteinander verbindbar sind.The solution to this problem provides that the working piston is in a central and .in_. one of these surrounding annular impact surface divided with separate piston chambers is, and that both piston chambers arbitrarily with each other by means of a shut-off device with ventilation are connectable.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß beim ersten Verstärkungsgrad die größere zentrale Kolbenfläche allein und beim zweiten Verstärkungsgrad beideThis design has the advantage that the larger central piston area in the first degree of reinforcement alone and with the second degree of reinforcement both

ίο Kolbenflächen gemeinsam von ein und demselben Betätigungsdruck beaufschlagt werden, um unterschiedliche Bremskräfte mit Hilfe des Arbeitskolbens aufzubringen. Da auf die Anordnung eines Druckminderventils verzichtet werden kann, ist die Bremseinrichtung besonders einfach und billig zu erstellen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt einen Mittellängsschnitt durch den Druckluftarbeitszylinder gemäß der Erfindung mit schematischen Ergänzungen.ίο piston surfaces common to one and the same Operating pressure are applied to different braking forces with the help of the working piston to raise. Since the arrangement of a pressure reducing valve can be dispensed with, the braking device is especially easy and cheap to create. In the drawing is an embodiment of the Invention shown. It shows a central longitudinal section through the compressed air working cylinder according to FIG of the invention with schematic additions.

Mit 1 ist der Druckluftarbeitszylinder bezeichnet, an dessen Boden 2 ein hydraulischer Hauptzylinder 3 angeschlossen ist, und in dessen Deckel 4 der Steuerkolben 5, vom Pedal 6 betätigt, abgedichtet gleiten kann. Der Steuerkolben enthält ein aus dem Ventilsitz 7 und dem federbelasteten Abschlußorgan 8 bestehendes Be- und Entlüftungsventil, an dem die Behälterluft durch den Anschluß 9 ständig ansteht. Im Arbeitszylinder 1 ist der Arbeitskolben 10 angeordnet, dessen äußerer Umfang als zylinderförmige Wand 10 α ausgebildet ist. Die Kolbenmitte trägt den Auslaßventilsitz 11 und gegenüber den auf den hydraulischen Hauptzylinder 3 einwirkenden Stößel 12.The compressed air working cylinder is denoted by 1, at the bottom 2 of which there is a hydraulic master cylinder 3 is connected, and in the cover 4 of the control piston 5, actuated by the pedal 6, slide sealed can. The control piston contains a valve seat 7 and the spring-loaded closing element 8 Ventilation valve at which the container air is constantly available through connection 9. In the working cylinder 1, the working piston 10 is arranged, the outer circumference of which is cylindrical Wall 10 is formed α. The center of the piston carries the exhaust valve seat 11 and opposite to the plunger 12 acting on the hydraulic master cylinder 3.

Zwischen dem Arbeitskolben 10, 10 a einerseits und dem Zylinderdeckel 4 sowie dem Steuerkolben 5 andererseits wird eine zentrale Kolbenkammer 13 gebildet, die durch einen vom Zylinderdeckel 4 gehaltenen Dichtring 14 abgeschlossen wird. In dieser zentralen Kolbenkammer hat der Arbeitskolben 10, 10 a eine Beaufschlagungsfläche vom Durchmesser F. Er hat außerdem aber noch eine zweite ringförmige Beaufschlagungsfläche von der Breite/, deren zugehörige Kolbenkammer mit 15 bezeichnet und vom Dichtring 16 abgeschlossen ist. Die beiden Kolbenkammern 13 und 15 sind voneinander getrennt. Es ist jedoch vorgesehen, sie mittels des Absperrorgans mit Entlüftung 17 verbinden zu können. Trennt das Organ 17 die beiden Kolbenkammem, so entlüftet es dabei die ringförmige Kolbenkammer 15. An die zentrale Kolbenkammer 13 ist ständig der selbstschließende Kupplungskopf 18 für die Anhängerbremsleitung angeschlossen.Between the working piston 10, 10 a on the one hand and the cylinder cover 4 and the control piston 5 on the other hand, a central piston chamber 13 is formed which is closed by a sealing ring 14 held by the cylinder cover 4. In this central piston chamber, the working piston 10, 10 a has an impact surface of diameter F. It also has a second annular impact surface of the width /, the associated piston chamber of which is denoted by 15 and is closed off by the sealing ring 16. The two piston chambers 13 and 15 are separated from one another. However, it is provided that they can be connected to the vent 17 by means of the shut-off element. If the member 17 separates the two piston chambers, it vents the annular piston chamber 15. The self-closing coupling head 18 for the trailer brake line is constantly connected to the central piston chamber 13.

In der gezeichneten Bremslösestellung aller Teile sind die Kolbenkammern 13 und 15 entlüftet. Es sei angenommen, an die leichte Zugmaschine sei ein Anhänger angekuppelt. Wie erläutert, soll dann die Abbremsung der Zugmaschine mittels des hydraulischen Hauptzylinders 3 wesentlich geringer sein als bei Alleinfahrt. Dementsprechend wird das Absperrorgan 17 geschlossen, wobei die Kolbenkammer 15 entlüftet ist. Wird nun das Bremspedal 6 betätigt, der Auslaßventilsitz 11 dadurch geschlossen, das Be- und Entlüftungsventil 7, 8 geöffnet, so strömt Behälterluft vom Anschluß 9 in die zentrale Kolbenkammer 13. Da das Absperrorgan 17 geschlossen ist, bleibt die ringförmige Kolbenkammer mit der Außenluft verbunden, so daß nur ein Teil (F) des Arbeitskolbens bremsverstärkend wirksam wird.In the illustrated brake release position of all parts, the piston chambers 13 and 15 are vented. Be it assume that a trailer is coupled to the light tractor. As explained, the Braking of the tractor by means of the hydraulic master cylinder 3 can be significantly less than when traveling alone. The shut-off element 17 is closed accordingly, with the piston chamber 15 is vented. If the brake pedal 6 is now actuated, the exhaust valve seat 11 is closed by the loading and vent valve 7, 8 open, container air flows from connection 9 into the central piston chamber 13. Since the shut-off element 17 is closed, the annular piston chamber remains with the External air connected, so that only part (F) of the working piston has a brake-boosting effect.

Fährt hingegen die gleiche Zugmaschine ohne Anhänger, so soll der ganze Arbeitskolbendurchmesser F+2f bremsverstärkend beaufschlagt werden. Das Absperrorgan 17 wird daher geöffnet, so daß beide Kolbenkammern 13 und 15 miteinander in Verbindung stehen. Bei Betätigung des Bremspedals 6 wird unmittelbar die Kolbenkammer 13 und über das Organ 17 auch die andere Kolbenkammer 15 mit Druckluft beaufschlagt. In diesem Falle ist also die Bremsverstärkung kräftig erhöht.If, on the other hand, the same tractor unit drives without a trailer, the entire working piston diameter F + 2f should be acted upon to boost the brake. The shut-off element 17 is therefore opened so that the two piston chambers 13 and 15 are in communication with one another. When the brake pedal 6 is actuated, the piston chamber 13 and, via the member 17, also the other piston chamber 15 are acted upon with compressed air. In this case, the brake gain is significantly increased.

Ein wesentlicher Fortschritt der Erfindung besteht darin, daß kein zusätzliches Druckminderventil benötigt wird. Die neue Ausführung des Arbeitskolbens mit zwei Kolbenkammern ist bei entsprechender Ausbildung kaum teurer als ein solcher mit nur einer Kolbenkammer. Ferner ist ohne Aufwand gewährleistet, daß der Anhänger immer den gleichen, vom Verstärkungsgrad der Motorwagenbremse unabhängigen Bremsdruck erhält. Außer für den dargelegten Verwendungszweck ist der Erfindungsgegenstand auch für leichte wie auch schwerere Motorfahrzeuge mit Vorteil verwendbar, die stets ohne Anhänger fahren. Das gleiche Baumuster kann nämlich für leichtere Fahrzeuge mit Teilbeaufschlagung (F), für schwerere mit Vollbeaufschlagung (F+2/) eingerichtet werden. Hierzu ist lediglich im ersten Fall die Entlüftung der Kammer 15, im andern die Verbindung beider Kammern 13 und 15 erforderlich. Auf solche Weise kann die Lagerhaltung verringert werden.A significant advance of the invention is that no additional pressure reducing valve is required. The new version of the working piston with two piston chambers is hardly more expensive than one with only one piston chamber, given the appropriate design. Furthermore, it is ensured without any effort that the trailer always receives the same brake pressure independent of the gain of the motor vehicle brake. In addition to the stated purpose, the subject matter of the invention can also be used to advantage for both light and heavier motor vehicles that always drive without a trailer. The same model can be set up for lighter vehicles with partial admission (F) and for heavier vehicles with full admission (F + 2 /). For this purpose, the venting of the chamber 15 is only necessary in the first case and the connection of the two chambers 13 and 15 in the other. In such a way, inventory can be reduced.

Claims

Patent claims:

1. Compressed air working cylinder, usable in particular as a brake booster for hydraulically braked road vehicles, with a double-seated ventilation valve, the ventilation valve of which is located in a muscle-operated control piston, while the ventilation valve seat is connected to the working piston, characterized in that the working piston (10, 10 a ) is subdivided into a central (F) and into a surrounding annular impact surface (/) with separate piston chambers (13 and 15), and that both piston chambers can be arbitrarily connected to one another by means of a shut-off element (17) with ventilation.

2. Compressed air working cylinder according to claim 1, characterized in that the working piston (10, 10 a) is provided on its outer periphery with a cylindrical wall (10 a) whose Inner surface opposite the cylinder cover (4) and its outer surface opposite the working cylinder (1) is sealed, creating the central piston chamber (13) and the annular piston chamber (15) are formed and separated from each other.

3. Compressed air working cylinder according to claims 1 and 2, characterized in that the ventilation valve (7, 8, 11) with the central piston chamber (13) directly in Connection.

4. Compressed air working cylinder according to claims 1 to 3, characterized in that the two piston chambers (13 and 15) either without the use of a shut-off device permanently connected to one another or permanently separated from one another.

1 sheet of drawings