DE1675421B1

DE1675421B1 - Servo-assisted valve for hydraulically operated working cylinders

Info

Publication number: DE1675421B1
Application number: DE19681675421D
Authority: DE
Inventors: Leonh Koehler; Heinz Nicolay
Original assignee: Graubremse GmbH
Current assignee: Graubremse GmbH
Priority date: 1968-03-02
Filing date: 1968-03-02
Publication date: 1970-07-30

Description

Die Erfindung betrifft ein mit Servounterstützung arbeitendes Ventil für hydraulisch zu betätigende Arbeitszylinder, insbesondere für Kupplungen, Bremsen od. dgl. Solche, Ventile weisen einen in einem Gehäuse geführten Servokolben und eine mechanisch zu betätigende Steuereinheit für die Dosierung des den Servokolben beaufschlagenden Druckmittels auf.The invention relates to a servo-assisted valve for hydraulically operated working cylinders, in particular for clutches, brakes or the like. Such valves have a servo piston guided in a housing and a mechanically operated control unit for the dosage of the servo piston acting pressure medium on.

Es sind verschiedene Bauarten solcher Ventile bekannt. In der einfachsten Ausbildung als Trittplattenventil dienen sie zur Betätigung von hydraulisch zu beaufschlagenden Arbeitszylindern, z. B. Radbremszylindern. Oft reicht jedoch die mit dem Fuß aufzubringende Kraft nicht aus. Es sind getrennt vom Trittplattenventil angeordnete Bremskraftverstärker bekannt, die mit Druckluft oder Vakuumunterstützung arbeiten. Solche Geräte sind jedoch aufwendig und kompliziert.Various types of such valves are known. In the simplest Training as a step plate valve, they are used to operate hydraulically actuated Working cylinders, e.g. B. wheel brake cylinders. Often, however, the one to be applied with the foot is sufficient Force not out. There are brake boosters arranged separately from the footplate valve known who work with compressed air or vacuum support. Such devices are but laborious and complicated.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein mit Servounterstützung arbeitendes Ventil als bauliche Einheit zu schaffen, welches besonders einfachen Aufbau haben soll. Insbesondere soll der Flüssigkeitseinlaß mittelbar durch den Servokolben steuerbar sein. Die Druckluftzufuhr für die Servounterstützung soll betriebssicher sein.It is the object of the invention to provide a servo-assisted one To create valve as a structural unit, which have a particularly simple structure target. In particular, the liquid inlet should be indirectly controllable by the servo piston be. The compressed air supply for the servo assistance should be operationally safe.

Gemäß der Erfindung wird dies durch ein mit Servounterstützung arbeitendes Ventil erreicht, bei dem die Druckmittelzuleitung zum Servozylinder durch die mit Druckflüssigkeit gefüllte Pumpenkammer hindurchgeführt ist, wobei der Servokolben mit seinem Arbeitskolben in die Pumpenkammer hineinreicht. Mit besonderem Vorteil ist in die zur Pumpenkammer führende Zuleitung für die Druckflüssigkeit ein Taumelventil eingesetzt, welches mit einem Steuer- oder Betätigungsstift in die Bewegungsbahn des Arbeitskolbens hineinreicht.According to the invention, this is done by a servo-assisted one Valve reached in which the pressure medium supply line to the servo cylinder through the with Hydraulic fluid-filled pump chamber is passed through, the servo piston extends into the pump chamber with its working piston. With a particular advantage is a tumble valve in the supply line for the hydraulic fluid leading to the pump chamber used, which with a control or actuating pin in the movement path of the working piston reaches into it.

Die Druckmittelzuleitung zum Servozylinder ist aus einem die Pumpenkammer und den Arbeitskolben durchsetzenden Rohr gebildet, welches in Bewegungsrichtung des Arbeits- bzw. des Servokolbens verläuft und in welchem der Arbeitskolben dichtend geführt ist. Der Servokolben weist eine als Zylinder ausgebildete Verlängerung auf, in der sich die Steuereinheit führt.The pressure medium supply line to the servo cylinder is from the pump chamber and the working piston penetrating tube formed, which in the direction of movement of the working or servo piston and in which the working piston runs in a sealing manner is led. The servo piston has an extension designed as a cylinder, in which the control unit leads.

Die besonders einfache Bauart des mit Servounterstützung arbeitenden Ventils besteht darin, daß der Servokolben in einem aufrecht stehenden Zy- linder geführt und auf seiner Unterseite mit einem hohlen, den Arbeitskolben bildenden Untersatz versehen ist, der in eine, am Boden des Servozylinders vorgesehene Pumpenkammer hineinreicht. Dabei ist im Boden der Pumpenkammer ein zentrales Rohr eingesetzt, welches die Zuleitung für das die Servoeinrichtung steuernde Druckmittel bildet. In einer Seitenwandung der Pumpenkammer ist ein Taumelventil vorgesehen, welches über einen Steuerstift von Arbeitskolben bewegt wird und den Flüssigkeitszulauf vom Vorratsbehälter zur Pumpenkammer regelt, wobei von der Pumpenkammer aus die Druckflüssigkeit über einen weiteren Anschluß den Arbeitszylindem zuläuft.The particularly simple design of the servo-assisted valve is that the servo piston is guided in an upright cylinder and is provided on its underside with a hollow base which forms the working piston and extends into a pump chamber provided at the bottom of the servo cylinder. A central tube, which forms the feed line for the pressure medium controlling the servo device, is inserted in the bottom of the pump chamber. A wobble valve is provided in a side wall of the pump chamber, which is moved by the working piston via a control pin and regulates the flow of fluid from the reservoir to the pump chamber, the pressure fluid flowing from the pump chamber to the working cylinder via a further connection.

Der Erfindungsgedanke läßt verschiedene konstruktive Ausführungen zu. Er ist in der Zeichnung beispielhaft verdeutlicht, die einen schematisierten Längsschnitt durch das mit Servounterstützung arbeitende Ventil zeigt. . The concept of the invention allows various constructive designs. It is illustrated by way of example in the drawing, which shows a schematic longitudinal section through the servo-assisted valve. .

Das Ventil weist ein Gehäuse 1 auf, welches einen Zylinder 2 für den Servokolben 3 bildet. Der Servokolben 3 stützt sich am Gehäuse 1 über die Feder 4 ab. Im unteren Teil des Gehäuses 1, welches eingezogen ist, ist die eine .n Arbeitskolben 5 bildenden Verlängerung des Servokolbens 3 vermittels der Dichtungen 6 gleitend geführt. An seinem unteren Ende weist der Arbeitskolben 5 einen Rand 7 auf, der von größerem Durchmesser als der Arbeitskolben 5 ist. Statt des Randes 7 kann ebensogut ein sich nur einseitig erstreckender Ansatz od. dgl. vorgesehen sein.The valve has a housing 1 which forms a cylinder 2 for the servo piston 3 . The servo piston 3 is supported on the housing 1 via the spring 4 . In the lower part of the housing 1, which is drawn in, the extension of the servo piston 3 , which forms a working piston 5 , is slidably guided by means of the seals 6. At its lower end, the working piston 5 has an edge 7 which is larger in diameter than the working piston 5 . Instead of the edge 7 , a projection or the like that extends only on one side can just as well be provided.

Der untere Teil 8 des Gehäuses 1 bildet eine Pumpenkammer 9, die einen Anschluß 10 für eine Druckflüssigkeitsleitung 11 aufweist, die zu dem Arbeitszylinder 12 führt.The lower part 8 of the housing 1 forms a pump chamber 9 which has a connection 10 for a pressure fluid line 11 which leads to the working cylinder 12.

Die Pumpenkammer 9 weist darüber hinaus einen zweiten Anschluß 13 für die aus dem Druckflüssigkeitsvorratsbehälter 14 kommende Zuleitung 15 auf. Im Anschluß 13 ist ein Taumelventil 16 vorgesehen, welches aus einer Ventilplatte 17 und einem diese Platte nach beiden Richtungen durchsetzenden Steuer- und Betätigungsstift 18 gebildet ist. Das Taumelventil 16 stützt sich auf einer Kegelfeder 19 im Anschluß 13 ab. Der Steuer- und Betätigungsstift 18 des Taumelventils 16 reicht mit seinem der Pumpenkammer 9 zugekehrten Ende in die Bewegungsbahn des Arbeitskolbens 5, der mit seiner Fläche in Verbindung mit dem Rand oder Ansatz 7 eine Führungsbahn 20 zur Betätigung des Taumelventils 16 bildet.The pump chamber 9 also has a second connection 13 for the supply line 15 coming from the pressure fluid reservoir 14. In connection 13 a tumble valve 16 is provided, which is formed from a valve plate 17 and a control and actuating pin 18 penetrating this plate in both directions. The wobble valve 16 is supported on a conical spring 19 in connection 13 . The control and actuation pin 18 of the tumble valve 16 extends with its end facing the pump chamber 9 into the path of movement of the working piston 5, which with its surface in connection with the edge or extension 7 forms a guide path 20 for actuating the tumble valve 16 .

Durch die Pumpenkammer 9 ist zentral ein Rohr 21 geführt, welches -über einen Anschluß 22 mit der vom Vorratsbehälter Z3 kommenden Druckmittelzuleitung 24 verbunden ist. Mit seinem anderen Ende reicht das Rohr 21 in den Arbeitskolben 5 hinein. Der Arbeitskolben 5 ist mit den Dichtungen 25 und 26 gegenüber dem Rohr 21 abgedichtet.A pipe 21, which is connected via a connection 22 to the pressure medium supply line 24 coming from the reservoir Z3, is guided centrally through the pump chamber 9. The other end of the tube 21 extends into the working piston 5 . The working piston 5 is sealed with the seals 25 and 26 relative to the tube 21.

Auf seiner Oberseite weist der Servokolben 3 eine Verlängerung 27 auf, die in einem eingezogenen Teil 28 des das Gehäuse 1 abschließenden Deckels 30 vermittels der Dichtung 29 gleitend geführt ist.On its upper side, the servo piston 3 has an extension 27 which is slidably guided in a retracted part 28 of the cover 30 closing off the housing 1 by means of the seal 29.

In diese Verlängerung 27 des Servokolbens 3 ragt von oben die den Deckel 30 durchsetzende Steuereinheit 31 für die Einsteuerung der Servokraft hinein. Die Steuereinheit 31 besteht aus einem Druckstück 32, welches an seiner Unterseite zu einem Kolben 33 verbreitert ist. Der Kolben 33 ist in der Verlängerung 27 des Servokolbens 3 geführt. Die Steuereinheit 31 wird von einem Entlüftungskanal 34 durchsetzt. Im Deckel 30 ist weiterhin ein Kanal 35 vorgesehen, der mit der Atmosphäre in Verbindung steht.In this extension 27 of the servo piston 3 protrudes from above the control unit 31 penetrating the cover 30 for controlling the servo force. The control unit 31 consists of a pressure piece 32, which is widened on its underside to form a piston 33. The piston 33 is guided in the extension 27 of the servo piston 3. The control unit 31 is penetrated by a ventilation duct 34. In the cover 30 , a channel 35 is also provided, which is in communication with the atmosphere.

Auf dem Deckel 30 ist in an sich bekannter Weise eine Trittplatte 36 gelagert. Die Trittplatte weist eine Betätigungsrolle 37 auf, die am Druckstück 32 anliegt und mit diesem zusammenarbeitet. Die Trittplatte 36 ist um ihr Lager 38 kippbar. Die Bewegung wird durch Anschläge 39 und 40, die mit Anschlägen 41 und 42 des Deckels 30 zusammenarbeiten, begrenzt. A step plate 36 is mounted on the cover 30 in a manner known per se. The step plate has an actuating roller 37 which rests on the pressure piece 32 and cooperates with it. The step plate 36 can be tilted about its bearing 38. The movement is limited by stops 39 and 40, which work together with stops 41 and 42 of the cover 30.

Zur Steuerung der Servokraft ist ein Ein- und Auslaßventil vorgesehen, Inmitten des Servokolbens 3 ist die Ventilplatte, 43 gelagert, die sich über die Feder 44 im Arbeitskolben 5 abstützt. Die Verlängerung 27 des Servokolbens 3, die durch den Boden des Servokolbens um ein kleines Stück hindurchgezogen ist, bildet mit der Ventilplatte 43 das Einlaßventil 45. Das Auslaßventil 46 wird von der Ventilplatte 43 und dem Ende des Entlüftungskanals 34 der Steuereinheit 31 gebildet.To control the servo force, an inlet and outlet valve is provided. The valve plate 43, which is supported in the working piston 5 via the spring 44, is mounted in the middle of the servo piston 3. The extension 27 of the servo piston 3, which is pulled through the bottom of the servo piston by a small distance, forms the inlet valve 45 with the valve plate 43. The outlet valve 46 is formed by the valve plate 43 and the end of the ventilation duct 34 of the control unit 31 .

Die Funktion des mit Servounterstützung arbeitenden Ventils ist folgende: In der Zeichnung ist die Stellung dargestellt, in der der Arbeitszylinder 12 nicht betätigt ist. Die Führungsbahn 20 bzw. der Rand 7 des Arbeitskolbens 5 hält den Steuer- und Betätigungsstift 18 des Taumelventils 16 in der Schwenklage, so daß das Taumelventil 16 geöffnet ist und Druckflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 14 über die Zuleitung 15 in die Pumpenkammer 9 und über die Leitung 11 zum Arbeitszylinder 12 gelangen kann. In der Druckflüssigkeit herrscht zu diesem Zeitpunkt jedoch nur Atmosphärendruck.The function of the servo-assisted valve is as follows: The drawing shows the position in which the working cylinder 12 is not actuated. The guide track 20 or the edge 7 of the working piston 5 holds the control and actuating pin 18 of the wobble valve 16 in the pivot position, so that the wobble valve 16 is open and pressure fluid from the reservoir 14 via the supply line 15 into the pump chamber 9 and via the line 11 can reach the working cylinder 12. At this point in time, however, there is only atmospheric pressure in the hydraulic fluid.

über die Druckmittelzuleitung 24, das Rohr 21 und die Innenbohrung des Arbeitskolbens 5 steht Druckluft aus dem Vorratsbehälter 23 bis zu dem geschlossenen Einlaßventil 45 an. Die oberhalb des Servokolbens 3 vorgesehene Servokammer 47 ist über das geöffnete Auslaßventil 46, den Entlüftungskanal 34 und den Kanal 35 im Deckel 30 mit der Atmosphäre verbunden.Via the pressure medium supply line 24, the pipe 21 and the inner bore of the working piston 5 , compressed air is available from the reservoir 23 up to the closed inlet valve 45. The servo chamber 47 provided above the servo piston 3 is connected to the atmosphere via the open outlet valve 46, the ventilation duct 34 and the duct 35 in the cover 30 .

Bei Betätigung der Trittplatte 36 wird das Druckstück 32 bzw. die Steuereinheit 31 mit dem Entlüftungskanal 34 nach unten verschoben, bis das Auslaßventil 46 geschlossen ist. Durch das weitere Niedertreten der Trittplatte 36 wird das Einlaßventil 45 geöffnet, so daß Druckluft aus dem Vorratsbehälter 23 in die Servokammer 47 gelangt. Hierdurch wird der Servokolben 3 mit seinem Arbeitskolben 5 und der Verlängerung 27 entgegen der Kraft der Feder 4 nach unten bewegt. Der Arbeitskolben 5 dringt mit seinem Volumen in die Pumpenkammer 9 ein, wobei gleichzeitig die Führungsbahn 20 ein Schließen des Taumelventils durch die Kegelfeder 19 zuläßt. Hierauf baut sich in der Pumpenkammer ein Druck auf, der der über die Trittplatte 36 ausoeübten Fußkraft zuzüglich der Servounterstützung entspricht. In der Abschlußstelluno, werden sowohl das Einlaßventil 45 als auch das Auslaßventil 46 geschlossen. Ein weiteres Niedertreten der Trittplatte C 36 bewirkt wiederum eine öffnung des Einlaßventils 45, wodurch sich der auszuübende Druck erhöht und auswiegt. Ein Nachlassen der Betätigungskraft auf die Trittplatte bewirkt ein kurzzeitiges öffnen des Auslaßventils 46, wodurch sich der in der Pumpenkammer 9 herrschende Druck entsprechend erniedrig Wird die Trittplatte 36 gänzlich entlastet, so wird das Einlaßventil 45 geschlossen bleiben. DasAuslaßventil 46 wird geöffnet, wodurch die Servokammer 47 mit der Atmosphäre verbunden wird. Die Feder 4 führt den Servokolben 3 wiederum in die in der Zeichnung dargestellte Stellung zurück. Damit wird auch das Taumelventil 16 wieder geöffnet, wodurch Leckverluste der hydraulischen Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 14 ergänzt werden.When the step plate 36 is actuated, the pressure piece 32 or the control unit 31 with the ventilation duct 34 is displaced downward until the outlet valve 46 is closed. By further stepping down the step plate 36 , the inlet valve 45 is opened so that compressed air from the reservoir 23 reaches the servo chamber 47. As a result, the servo piston 3 with its working piston 5 and the extension 27 is moved downward against the force of the spring 4. The volume of the working piston 5 penetrates the pump chamber 9 , with the guide track 20 simultaneously allowing the wobble valve to be closed by the conical spring 19 . A pressure then builds up in the pump chamber which corresponds to the foot force exerted via the step plate 36 plus the servo assistance. In the final position, both the inlet valve 45 and the outlet valve 46 are closed. Stepping down on the step plate C 36 again causes the inlet valve 45 to open, as a result of which the pressure to be exerted increases and is balanced. A decrease in the actuating force on the step plate causes the outlet valve 46 to open briefly, whereby the pressure prevailing in the pump chamber 9 is correspondingly reduced. If the pressure on the step plate 36 is completely relieved, the inlet valve 45 will remain closed. The exhaust valve 46 is opened, thereby communicating the servo chamber 47 to the atmosphere. The spring 4 leads the servo piston 3 back into the position shown in the drawing. The wobble valve 16 is thus also opened again, as a result of which leakage losses of the hydraulic fluid from the reservoir 14 are supplemented.

Claims

Claims: 1. With servo-assisted working valve for hydraulically operated working cylinders, in particular for clutches, brakes or the like, with a servo piston guided in a housing and a mechanically operated control unit for the dosage of the pressure medium acting on the servo piston, - # characterized by, that the pressure medium supply line (24, 21) to the servo cylinder (3) is passed through the pump chamber (9) filled with pressure fluid, into which the servo piston (3 ) extends with its working piston (5).

2. A servo-assisted valve according to claim 1, characterized in that a tumble valve (16) is inserted into the feed line (15 ) leading to the pump chamber (9) for the pressure fluid, which valve with a control or actuating pin (18) in the path of movement of the working piston (5) extends into it. 3. With servo-assisted valve according to claim 1 and 2, characterized in that the pressure medium supply line to the servo cylinder (3) from a the pump chamber (9) and the working piston (5) penetrating tube (21) is formed, which in . Direction of movement of the working or servo piston (5, 3) and on which the working piston (5) is sealingly guided. 4. With servo- assisted valve according to claim 1, characterized in that the servo piston (3) has an extension (27) designed as a cylinder, in which the control unit (31) is guided. 5. With servo-assisted working valve for hydraulically operated working cylinders, in particular for clutches, brakes or the like, with a servo piston guided in a housing and a mechanically operated control unit for metering the pressure medium acting on the servo piston, characterized in that the servo piston ( 3) is guided in an upright cylinder (2) and is provided on its underside with a hollow extension forming the working piston (5) which extends into a pump chamber (9) provided on the bottom of the servo cylinder (3) Pump chamber (9) a central tube (21) is inserted, which forms the supply line for the pressure medium controlling the servo device, and that a wobble valve (16) is provided in a side wall of the pump chamber (9) , which via a control pin (18) from working piston (5) is moved and controls the liquid feed from the reservoir (14) for g pump chamber (9), from which the Hydraulic fluid flows into the connected working cylinder (12) via a further connection (10).