DE2949442A1

DE2949442A1 - Hydraulic brake control with min. pedal travel - has two master cylinders actuating in parallel to slave cylinders with different moments

Info

Publication number: DE2949442A1
Application number: DE19792949442
Authority: DE
Inventors: Artur 8901 Neusäß Kugler; Franz Xaver 8900 Augsburg Zaunberger
Original assignee: Renk GmbH; Zahnraederfabrik Renk AG
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1979-12-08
Filing date: 1979-12-08
Publication date: 1981-06-11

Abstract

The remote controlled hydraulic brake for motor vehicles has two separate master brake cylinders operated in parallel by the brake pedal (2). A larger capacity cylinder (5) provides a large amount of fluid to bring the brake pads into contact. A smaller capacity cylinder (15) is set nearer the brake pedal pivot (1) and provides the brake force when the pads are in contact, both via slave cylinders. When a set pressure is reached in the smaller cylinder it closes off the connection (25) to the larger cylinder and allows an integral spring (17) to take up the brake pedal travel. The brakes are rapidly brought into contact no matter how worn the pads are.

Description

Hydraulische Bremsbetätigungsvorrichtung Hydraulic brake actuator

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsbetätigungsvorrichtung, insbesondere zur Fernbetätigung mechanischer Fahrzeugbremsen, bei welcher der Weg eines Betätigungsorganes, z. B. Bremspedal, über einen daran angeschlossenen Geberzylinder hydraulisch auf den einzelnen, an der Bremse angeordneten Nehmerzylinder übersetzt wird.The invention relates to a hydraulic brake actuation device, in particular for remote actuation of mechanical vehicle brakes, in which the way an actuator, e.g. B. brake pedal, via a master cylinder connected to it hydraulically translated to the individual slave cylinder arranged on the brake will.

Das bei solchen Bremsbetätigungsvorrichtungen erreichbare Urecrroment entspricht dem Produkt aus dem Lüftungs- und Abnutzungsweg der Bremse mit der Anpreßkraft, die hydraulisch im Nehmerzylinder erzeugt werden kann. Dieses Bremsmoment ist der durch die Bedienungsperson erzielbaren Arbeit, nämlich dem Produkt aus Fußkraft am Pedal und dem Pedalweg, gleichzusetzen.The original torque that can be achieved with such brake actuation devices corresponds to the product of the ventilation and wear path of the brake with the contact force, which can be generated hydraulically in the slave cylinder. This braking torque is the work achievable by the operator, namely the product of foot force on the pedal and the pedal travel.

Diese erzielbare Kraftübersetzung reicht in vielen Fällen bei bekannten Anlagen der oben genannten Art nicht aus. Um die erforderliche Anpreßkraft für die Bremsbeläge bei noch zulässigen Fußkräften zu erzielen, werden daher bei anderen bekannten Bremsbetätigungsvorrichtungen vielfach entsprechend aufwendige Bremskraftverstärkungseinrichtungen verschiedenster Art eingesetzt, die sich jedoch in nicht unerheblicher Weise kostenverteuernd auswirken.This achievable power transmission is sufficient in many cases with known ones Systems of the type mentioned above are not excluded. To get the required contact pressure for the Brake pads at still permissible To achieve foot forces, are therefore in other known brake actuation devices often correspondingly expensive Brake booster devices of various types are used, which, however have a not inconsiderable effect on increasing costs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Bremsbetätigungsvorrichtung zu entwickeln, die ohne den Einsatz von Hilfs- oder Fremdkraftunterstützungsvorrichtungen eine vom Einrückwcg der Bremse weitgehend unabhängige Ubersetzung bzw. Erhöhung der Anpreßkraft ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a hydraulic To develop brake actuators that operate without the use of auxiliary or External power assistance devices one of the engagement wcg of the brake to a large extent allows independent translation or increase in the contact pressure.

Br Zur Lösung geht die Erfindung von der eingangs erwähnten hydraulischen Brembetätigungsvorrichtung aus. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß am Betätigungsorgan mindestens zwei auf die Nehmerzylinder parallel einwirkende Geberzylinder angeschlossen sind, von denen dem einen Geberzylinder ein großes Verdrängungsvolumen (Wegzylinder) und dem anderen Geberzylinder ein kleines Verdrängungsvolumen (Kraftzylinder) zugeordnet ist, und daß eine bei erfolgter Füllung der Nehmerzylinder ansprechende Steuerung zur Begrenzung oder Unterbrechung des vom Wegzylinder ausgehenden Kraftflusses vorgesehen ist. As a solution, the invention is based on the hydraulic system mentioned at the beginning Brake actuator off. The essence of the invention is that the actuator at least two master cylinders acting in parallel on the slave cylinders are connected of which one master cylinder has a large displacement volume (displacement cylinder) and the other master cylinder is assigned a small displacement volume (power cylinder) is, and that an responding control when the slave cylinder has been filled intended to limit or interrupt the flow of force emanating from the displacement cylinder is.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht also darin, den Lüftungs-und Abnützungsweg der Bremse über heid-eGeberzylinder rasch zu überbrücken, wobei nur ein kleiner Teil des Pedalweges wegen des großen Verdrängungsvolumens des Wegzylinders verbraucht wird. Sobald der Lüftungs- und Abnützungsweg der Bremse überwunden ist, soll nach dem Grundprinzip der Erfindung nur noch der ein kleines Verdrängungsvolumen und daher eine hohe Kraftübersetzung erzeugende Kraftzylinder vom Bremspedal oder einem sonstigen Betätigungsorgan betätigt werden, wofür ein noch sehr großer Weg des Bremspedals zur Verfügung steht und die maximale Fußkraft in wesentlich größerer Ubersetzung ausgenutzt werden kann.The core idea of the invention consists in the ventilation and To quickly bridge the wear path of the brake via heid-e-master cylinder, whereby only a small part of the pedal travel because of the large displacement volume of the travel cylinder is consumed. As soon as the ventilation and wear path of the brake has been overcome, should, according to the basic principle of the invention, only have a small displacement volume and therefore a high power transmission generating power cylinder from the brake pedal or another actuator can be operated, for which a very long way of the brake pedal is available and the maximum foot force is much greater Translation can be exploited.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß diese erzielbare höhere Ubersetzung der Fußkraft ohne aufwendige Bremskraftverstärkungseinrichtungen erreicht werden kann.The particular advantage of the invention is that this achievable higher transmission of the foot force without complex brake booster devices can be reached.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Funktion des Wegzylinders auszuschalten oder zu reduzieren, sobald der Lüftungs- und Abnützungsweg der Bremse überwunden worden ist. So kann beispielsweise die Kraftübertragung vom Betätigungsorgan (Bremspedal) zum Wegzylinder über eine vorgespannte Feder erfolgen, die mit einer möglichst flach verlaufenden Kennlinie so ausgeführt bzw. vorgespannt ist, daß im Zylinder der zum Anlegen der Bremsbacken erforderliche relativ geringe Flüssigkeitsdruck erzeugt werden kann.There are now various options for the function of the displacement cylinder turn off or reduce as soon as the ventilation and wear path of the brake has been overcome. For example, the power transmission from the actuator (Brake pedal) to the travel cylinder via a preloaded spring that is connected to a as flat as possible running characteristic is designed or biased so that in Cylinder the relatively low fluid pressure required to apply the brake shoes can be generated.

Bei weiterer Betätigung des Bremspedals bzw. Steigerung der Pedalkraft nach dem Anlegen der Bremsbacken wird die auf den Wegzylinder wirkende Kraft durch die vorgespannte Feder begrenzt, so daß der Hauptanteil der Pedalkraft vom anderen Geberzylinder (Kraftzylinder) aufgenommen und auf die Bremse übertragen wird.If the brake pedal is pressed further or the pedal force is increased after applying the brake shoes, the force acting on the displacement cylinder is released the preloaded spring is limited so that the majority of the pedal force comes from the other Master cylinder (power cylinder) is added and transferred to the brake.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist in der Druckleitung des Wegzylinders ein vom Druck in den Zuführleitungen zu den Nehmerzylindern gesteuertes Druckbegrenzungsventil angeordnet, das den Druckraum des Wegzylinders mit einem Vorratsbehälter verbindet. Auch bei dieser Ausführungsform wird über den großvolumigen Wegzylinder zunächst der Lüftungs- und Abnützungsweg der Bremse mit geringem Kraftaufwand am Pedal überwunden. Der weitere Pedalweg hat nun zur Folge, daß der kleinvolumige Kraftzylinder in den zu den Nehmerzylindern führenden Druckleitungen eine wesentliche Drucksteigerung herbeiführt, die auf ein Drucksteuerventil einwirkt, welches seinerseits die Druckleitung des großvolumigen Wegzylinders schließt und den Druckraum des Wegzylinders mit einem Vorratsbehälter verbindet, so daß der Wegzylinder bei hohen Betätigungskräften voll entlastet werden kann.In another embodiment of the invention is in the pressure line of the displacement cylinder is controlled by the pressure in the supply lines to the slave cylinders Pressure relief valve arranged, which the pressure chamber of the travel cylinder with a Storage tank connects. In this embodiment too, the large-volume Distance cylinder initially the ventilation and wear path of the brake with little effort overcome on the pedal. The further pedal travel now has the consequence that the small volume Power cylinders in the pressure lines leading to the slave cylinders are essential Causes pressure increase, which acts on a pressure control valve, which in turn the pressure line of the large-volume displacement cylinder closes and the pressure chamber of the displacement cylinder connects to a reservoir, so that the travel cylinder at high actuation forces can be fully relieved.

Andere Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele sondern erstreckt sich auch auf andere Varianten, die zur Lösung der gestellten Aufgabe geeignet sind. Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung kann für eine oder mehrere Bremsen angewandt werden. Sie kann ferner sowohl als Einkreisanlage oder auch als sogenannte Zweikreisanlage mit prallel oder hintereinander geschalteten Duplexzylindern ausgeführt werden.Other details of the invention are set out in the subclaims. The invention is not limited to that disclosed Embodiments but also extends to other variants that are used to solve the posed Task are suitable. The actuating device according to the invention can be used for a or multiple brakes are applied. It can also be used as a single-circuit system or as a so-called two-circuit system with parallel or series-connected Duplex cylinders are executed.

Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 Eine Darstellung einer Bremsbetätigungsvorrichtung mit einem mechanisch gesteuerten Wegzylinder und Fig. 2 eine Variante gemäß Fig. 1 mit einem hydraulisch gesteuerten Wegzylinder.Details of the invention are shown schematically and by way of example in the drawing shown. They show: FIG. 1 an illustration of a brake actuation device with a mechanically controlled displacement cylinder and FIG. 2 shows a variant according to FIG. 1 with a hydraulically controlled travel cylinder.

Im Ausführungsbeispiel der Zeichnungen ist ein Bremspedal 2 im Gelenk 1 schwenkbar gelagert und mit einer Rückstellfeder 3 verbunden. Mit dem Bremspedal 2 werden zwei Geberzylinder 5 und 15 betätigt, von denen der Geberzylinder 5 ein solcher mit großem Verdrängungsvolumen ist, so daß dieser Zylinder 5 allgemein als "Wegzylinder" bezeichnet wird. Der andere Geberzylinder 15 weist demgegenüber ein kleines Verdrängungsvolumen auf und wird daher allgemein als "Kraftzylinder" bezeichnet. Das Verbindungsglied 4 zwischen dem Pedal 2 und dem Wegzylinder 5 wirkt über eine vorgespannte Feder 17 auf den Wegzylinder 5 ein.In the exemplary embodiment of the drawings, a brake pedal 2 is in the joint 1 pivotably mounted and connected to a return spring 3. With the brake pedal 2, two master cylinders 5 and 15 are actuated, of which the master cylinder 5 is a is such with a large displacement, so that this cylinder 5 is generally as "Path cylinder" is referred to. The other master cylinder 15 has a contrast small displacement volume and is therefore commonly referred to as "power cylinder". The connecting member 4 between the pedal 2 and the travel cylinder 5 acts via a pretensioned spring 17 on the travel cylinder 5 a.

Das im Vorratsbehälter 7 befindliche hydraulische Medium gelangt über Fülleitungen 19 und 20 sowie Nachfüllöffnungen 21 und 22 in die beiden Geberzylinder 15, 5. Der als Wegzylinder bezeichnete Geberzylinder 5 ist über die Druckleitung 8 mit einem darin befindlichen Rückschlagventil 25 an eine Druckleitung 23 angeschlossen, die auch mit dem Druckraum des als Kraftzylinder bezeichneten Geberzylinder 15 verbunden ist. Von der Druckleitung 8 führt eine mit einem Rückschlagventil 26 versehene Leitung 27 zum Vorratsbehälter 7. Die gemeinsame Druckleitung 23 weist ein Entlüftungsventil 6 auf und ist mit Nehmerzylindern 10 einer Bremse 9 verbunden. Diese Bremse 9 besteht beispielsweise aus einer mit den Fahrzeugrädern trieblich verbundene Welle 11, einer darauf drehschlüssig aber axial beweglich angeordneten Bremsscheibe 12, den Bremsbacken 13 mit den Rückstellfedern 14.The hydraulic medium in the reservoir 7 passes over Filling lines 19 and 20 and refill openings 21 and 22 in the two master cylinders 15, 5. The master cylinder 5, referred to as the displacement cylinder, is via the pressure line 8 connected to a pressure line 23 with a check valve 25 located therein, which are also connected to the pressure chamber of the master cylinder 15 referred to as the power cylinder is. From the pressure line 8 one carries a check valve 26 provided line 27 to the storage container 7. The common pressure line 23 has a vent valve 6 and is connected to slave cylinders 10 of a brake 9. This brake 9 consists, for example, of a drive with the vehicle wheels connected shaft 11, one on it rotatably but axially movably arranged Brake disc 12, the brake shoes 13 with the return springs 14.

Mit dem Gegenstand der Fig. 1 ist an den Bremsen 9 ein wesentlich höheres Bremsmoment mit der zulässigen Fußkraft am Pedal 2 als bei bekannten Bremsbetätigungsvorrichtungen erreichbar. Dies hängt mit der nachfolgend beschriebenen Wirkung zusammen: Bei Betätigen des Pedals 2 wird zunächst, nach Uberfahren der Nachfüllöffnungen 22, 21, die in den Geberzylindern 15 und 5 verdrängte Flüssigkeit bei geschlossenem Ventil 26 über die Druckleitungen 8 und 23 und das Rückschlagventil 25 den Nehmerzylindern 10 der Bremse 9 zugeführt. Das Volumen des Wegzylinders 5 ist so bemessen, daß auch bei maximalem Lüftweg der Bremse, nach einem Bruchteil des maximal möglichen Pedalweges, die Bremsbacken zur Anlage an der Brernsscheibe 12 gebracht werden. Die Feder 17 ist mit einer möglichst flach verlaufenden Kennlinie ausgeführt und so vorgespannt, daß im Wegzylinder 5 der zum Anlegen der Bremsbacken erforderliche relativ geringe Flüssigkeitsdruck erzeugt werden kann. Bei weiterer Betätigung des Bremspedals 2 bzw. Steigerung der Pedalkraft nach dem Anlegen der Bremsbacken wird die auf den Wegzylinder 5 wirkende Kraft durch die Feder 17 begrenzt, so daß der Hauptanteil der Pedalkraft vom kleinvolumigen Kraftzylinder 15 aufgenommen und auf die Bremsen übertragen wird, wobei durch die Steigerung des Flüssigkeitsdruckes im Zylinder 15 der Leitung 23 und den Nehmerzylindern 10 an der Bremse 9 das Rückschlagventil 25 schließt. Infolgedessen braucht der Kraftzylinder 15 praktisch überhaupt kein Flüssigkeitsvolumen zur Füllung der Nehmerzylinder 10 zu liefern, sondern lediglich die Elastizität im vollgefüllten System auszugleichen. Deshalb kann dieser Geberzylinder 15 als reiner Kraftzylinder mit, bezogen auf den Gesamtpedalweg, extrem kleinen Verdrängungsvolumen ausgeführt und somit eine gegenüber bekannten Einrichtungen wesentlich höhere Fraftübersetzung erreicht werden.With the object of FIG. 1, the brakes 9 are an essential part higher braking torque with the permissible foot force on the pedal 2 than with known brake actuation devices accessible. This is related to the effect described below: When pressed of the pedal 2 is initially, after passing over the refill openings 22, 21, which in the master cylinders 15 and 5 displaced liquid with the valve 26 closed the pressure lines 8 and 23 and the check valve 25 the slave cylinders 10 of the Brake 9 supplied. The volume of the displacement cylinder 5 is dimensioned so that even when maximum brake air travel, after a fraction of the maximum possible pedal travel, the brake shoes are brought into contact with the brake disk 12. The spring 17 is designed with a characteristic that runs as flat as possible and is preloaded so that that in the travel cylinder 5 the required to apply the brake shoes is relatively low Liquid pressure can be generated. If the brake pedal is pressed again 2 or increase in the pedal force after applying the brake shoes is the Travel cylinder 5 acting force limited by the spring 17, so that the main part the pedal force absorbed by the small-volume power cylinder 15 and applied to the brakes is transmitted by increasing the fluid pressure in the cylinder 15 of the line 23 and the slave cylinders 10 on the brake 9, the check valve 25 closes. As a result, the power cylinder 15 practically does not need anything at all To supply liquid volume for filling the slave cylinder 10, but only to compensate for the elasticity in the fully filled system. Therefore this one can Master cylinder 15 as a pure power cylinder with, based on the total pedal travel, extremely small displacement volume and thus one compared to known devices Much higher force ratios can be achieved.

Beim Losen der Bremse bzw. bei Zurücknahme des Bremspedals 2 wird die zur Füllung des Zylinders 5 erforderliche Flüssigkeitsmenge über die Leitungen 8, 27 und das Rückschlagventil 26 aus dem Vorratsbehälter 7 gezogen. Das in den Nehmerzylindern10 vorhandene Ö1 kann zur Lüftung der Bremse bei vollständig zurückgenommenem Pedal über die Druckleitung 23, den Zylinder 15, die Füllöffnung 21 und die Leitung 19 in den Vorratsbehälter 7 zurückfließen.When the brake is released or when the brake pedal 2 is released, the amount of liquid required to fill the cylinder 5 via the lines 8, 27 and the check valve 26 pulled out of the reservoir 7. That in the Slave cylinders10 existing oil can be used to release the brake when fully withdrawn Pedal via the pressure line 23, the cylinder 15, the filling opening 21 and the line 19 flow back into the storage container 7.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird die in Fig. 1 gezeigte mechanische Steuerung des Wegzylinders 5 durch eine hydraulische Steuerung 29, 30 ersetzt.In the embodiment of FIG. 2, the mechanical shown in FIG Control of the displacement cylinder 5 is replaced by a hydraulic control 29, 30.

An das Bremspedal 2 sind beide Geberzylinder 5, 15 angeschlossen, jedoch ohne die in Fig. 1 dargestellte Feder 17.Both master cylinders 5, 15 are connected to the brake pedal 2, but without the spring 17 shown in FIG. 1.

Von der Druckleitung 23 führt eine Steuerleitung 29 zu einem Drucksteuerventil 30. Das Drucksteuerventil 30 liegt in einer Leitung 28, die von der Leitung 8 zwischen deren Rückschlagventil 25 und dem Wegzylinder 5 zum Vorratsbehälter 7 führt.A control line 29 leads from the pressure line 23 to a pressure control valve 30. The pressure control valve 30 is located in a line 28, which is from the line 8 between whose check valve 25 and the displacement cylinder 5 lead to the reservoir 7.

Bei Betätigung des Bremspedals 2 fördern, nach dem Uberfahren der Nachfüllöffnungen 22, 21, bis zum Anlegen der Bremsbacken 13 der Kraftzylinder 15 und der Wegzylinder 5 über die Leitungen 8, 23 und das Ventil 25 in die Nehmerzylinder 10. Das Volumen des Wegzylinders 5 ist ebenfalls so gewählt, daß bei einem Bruchteil des gesamten Pedalweges bereits der Gesamthub sämtlicher Nehmerzylinder 10 erreicht wird. Durch Steigerung des Pedaldruckes nach dem Anlegen der Bremsbacken 13 erhöht sich der Druck in der Leitung 23. Sobald ein vorgegebener Druckwert überschritten wird, erfolgt ein Öffnen des Drucksteuerventils 30 über die Steuerleitung 29. Dies hat die Wirkung, daß der Druck in der Leitung 8 und im Wegzylinder 5 abgesenkt wird.When the brake pedal 2 is pressed, after driving over the Refill openings 22, 21 until the brake shoes 13 of the power cylinders 15 are applied and the displacement cylinder 5 via the lines 8, 23 and the valve 25 into the slave cylinder 10. The volume of the travel cylinder 5 is also chosen so that at a fraction of the entire pedal travel is the total stroke of all slave cylinders 10 achieved will. Increased by increasing the pedal pressure after applying the brake shoes 13 the pressure in line 23. As soon as a predetermined pressure value is exceeded is, the pressure control valve 30 is opened via the control line 29. This has the effect that the pressure in the line 8 and in the displacement cylinder 5 is lowered.

Hierbei schließt sich das Rückschlagventil 25. Der Wegzylinder 5 wird voll entlastet. Das von seinem Kolben verdrängte Medium gelangt über die Leitung 28 in den Vorratsbehälter 7. Die Pedalkraft wird infolgedessen voll über den Kraftzylinder 15 mit extrem hoher Ubersetzung auf die Bremsen 9 übertragen. Das Lösen der Bremsen erfolgt in gleicher Weise, wie dies in Fig. 1 beschrieben worden ist.The check valve 25 closes here. The displacement cylinder 5 becomes fully relieved. The medium displaced by its piston passes through the line 28 into the reservoir 7. The pedal force is consequently fully over the power cylinder 15 transferred to the brakes 9 with an extremely high gear ratio. Releasing the brakes takes place in the same way as has been described in FIG. 1.

Im Falle der Fig. 2 wird also eine noch größere Kraftübersetzung als im Beispiel der Fig. 1 erreicht, weil der Wegzylinder 5 bei hohen Betätigungskräften voll entlastet werden kann.In the case of FIG. 2, an even greater force transmission than achieved in the example of Fig. 1 because the travel cylinder 5 at high actuation forces can be fully relieved.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Hydraulic brake actuation device, in particular for remote actuation of mechanical vehicle brakes, in which the path of an actuating element, z. B. brake pedal, hydraulically via a master cylinder connected to it the individual slave cylinder arranged on the brake is translated, thereby G e k e n n n z e i c h n e t that at least two on the actuator (2) Slave cylinder (10) master cylinders (5, 15) acting in parallel are connected, of which one master cylinder (5) has a large displacement volume (displacement cylinder) and the other master cylinder (15) a small displacement volume (power cylinder) is assigned, and that one responding when the slave cylinder (10) has been filled Control (17, 30) for limiting or interrupting the movement from the displacement cylinder (5) Force flow is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the pressure chamber of the displacement cylinder (5) via a check valve (25) with the Pressure chambers of the power cylinder (15) and the slave cylinder (10) is connected.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the power transmission from the actuator (2) to the travel cylinder (5) via a pretensioned spring (17) takes place.

4. Apparatus according to claim 1, characterized g e k e n n z e i c h n e t that in the pressure line (8) of the displacement cylinder (5) one of the pressure in the supply lines (23) arranged to the slave cylinders (10) controlled pressure relief valve (30) that connects the pressure chamber of the displacement cylinder (5) with a storage container (7).

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the pressure chamber of the displacement cylinder (5) and the storage container (7) over a line (27) provided with a check valve (26) is connected to one another are.