SE452140B - Bromstryckalstrare for ett hydrauliskt fordonsbromssystem - Google Patents

Description

452 140 2 huvudcylinderkolven i ringkolven. Redan med en ringa axiell för- skjutning av huvudkolven kommer centralventilen som är anbragt i huvudcylinderkolven att stängas så att en hydraulförbindelse mellan den tryckfria förrådsbehållaren och bromstryckalstrarens arbetskammare spärras. Med ytterligare förskjutning av huvudcy- linderkolven sätts arbetskammaren under tryck, varigenom ett korresponderande hydraultryck påläggs hjulbromsen för fordons- hjulet som skall bromsas, vilket medför att bromsning sker.

När förstärkarkolven resp. huvudcylinderkolven har utfört en av konstruktionen förutbestämd förskjutningsrörelse och när Ur. ...u- . ett korresponderande hydraultryck har byggts upp i bromstryckalst- rarens arbetskammare slår bromskolven an mot ett ringformigt an- slag på ringkolven så att den sistnämnda samtidigt förskjuts i påverkningsriktningen. Ringkolvens förskjutning utövar ingen störrre kraft mot pedalrörelsen eftersom ringkolvens i förhål- lande till bromspedalen fjärrbelägna ändyta är vänd mot ett ut- rymme som normalt står i förbindelse med en tryckfri förråds- behållare. Ett hydrauliskt hjälptryck kan påläggas utrymmet som är begränsat av ringkolvens i förhållande till pedalen fjärrbe- W lägna ändyta via korresponderande ventilorgan i förutbestämda bromssituationer så att den hydrauliska förstärkarens förstär- karkolv kan återställas under givna betingelser.

Av det ovannämnda framgår att hydraultrycket som byggs upp i arbetskammaren är direkt proportionellt mot huvudcylinderkol- vens förskjutningsrörelse. Eftersom huvudcylinderkolvens för- skjutningsrörelse såsom följd av den mekaniska kopplingen till den hydrauliska förstärkarens förstärkarkolv också är proportio- nell mot förstärkarkolvens förskjutningsrörelse kommer å ena sidan på motsvarande sätt stora förskjutningsrörelser hos den hydrauliska förstärkarens förstärkarkolv att behövas medan å andra sidan förhållandevis stora diametrar måste väljas för hu- vudcylinderkolven för att en korresponderande bromstryckvolym skall kunna matas till hjulbromsarna.

Föreliggande uppfinning har således till ändamål att ange en utformning av en bromstryckalstrare av det ovannämnda slaget, vilken bromstryckalstrare med en intakt yttre energitillförsel redan med en kort förskjutningsrörelse hos förstärkarkolven åstadkommer en förhållandevis stor tryckstegring i bromstryck- alstrarens arbetskammare. 452 140 3 I enlighet med uppfinningen uppnås detta mål på så sätt att den ringformiga kolvens på pedalsidan belägna avsnitt har mind- re diameter än diametern hos förstärkarkolven och begränsar en ringformig kammare som står i förbindelse med arbetskammaren via en backventil som är anordnad att öppnas över arbetskamma- ren och att en 2/2-vägsventil som normalt är öppen och som är anordnad att omkopplas till spärrläge i beroende av trycket som råder i förstärkarkammaren är förbunden med den ringformiga kam- maren, vilken ventil i sin tur står i förbindelse med den tryck- lösa förrådsbehållaren. Med en sådan konfiguration stängs den i huvudcylinderkolven anbragta centralventilen på i och för sig känt sätt redan då förstärkarkolven utför en ringa förskjut- ningsrörelse och då ett korrresponderande tryck förekommer i förstärkarkolven så att bromstryckalstrarens arbetskammare skiljs hydrauliskt från den tryckfria förrådsbehållaren. Om den hydrauliska förstärkarens förstärkarkolv förskjuts ytterligare i påverkningsriktningen minskas volymen av det ringformiga utrym- met. varvid överskottsvolymen förs till arbetskammaren via backventilen som är anordnad att öppnas över arbetskammaren.

Under ett sådant bromsningsmoment förskjuts den ringformiga kolven i påverkningsriktningen. Volymen med vilken den ringfor- miga kammaren minskas och som via backventilen matas över broms- tryckalstrarens arbetskammare kommer onekligen att resultera i en relativrörelse hos huvudcylinderkolven över ringkolven, var- vid huvudcylinderkolven kommer att röra sig en förhållandevis längre sträcka än förstärkarkolven. Detta medför fördelen att bromssystemet enligt uppfinningen kan få en minskning i diamet- rarna hos huvudcylinderkolvarna därför att man kan anta att med en intakt yttre energikälla kommer trycket hos den yttre energi- källan att bli tillräckligt för att förskjuta huvudcylinderkol- ven med mindre diameter i påverkningsriktningen. Om ett fel skulle uppstå i hjälptryckkällan kommer inget tryck att byggas upp i den hydrauliska förstärkarens hjälptryckkammare, varige- nom 2/2-vägsventilen kan stå i kommunikation med den ringformi- ga kammaren för att upprätthålla sitt genomsläppsläge i vilket den ringformiga kammaren står i förbindelse med den trycklösa förrådsbehållaren. Följaktligen kan den ringformiga kolven för- skjutas i påverkningsriktningen utan att någon större kraft ver- 452 140 4 kar mot pedalpåverkan. Huvudcylinderkolvens diameter är i broms- tryckalstraren enligt uppfinningen så vald, att även med enbart en mekanisk kraft som verkar på bromspedalen kan ett hydraul- tryck tillåtas byggas upp i bromstryckalstrarens arbetskammare, vilket tryck under alla förhållanden blir tillräckligt för en minimibromsning av motorfordonet.

En särskilt enkel utföringsform av den beskrivna broms- tryckgeneratorn erhålls om backventilen utgörs av en tätnings- manschett. En sådan tätningsmanschett drar låg kostnad, är säker i drift och är lätt att montera.

För att reglera 2/2-vägsventilen som är anordnad att om- kopplas i beroende av trycket i den hydrauliska förstärkarens tryckkammare finns principiellt flera möjliga alternativ. Det är särskilt enkelt och till fördel om 2/2-vägsventilen är hyd- rauliskt reglerbar, därför att man på ett enkelt sätt kan ordna så, att ventilen drivs av en kolv som via en korresponderande kanal i huset står i förbindelse med den hydrauliska förstärka- rens tryckkammare, varvid 2/2-vägsventilen anpressas till ge- nomloppsläge medelst en fjäderkraft. Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningsföremålet är ringkolven fjädrande uppburen på förstärkarkolven. En lämplig dimensionering medför därvid att centralventilen stängs innan den maximalt möjliga fjäderrörelsen har utförts.

Då det gäller utformning av ett flerkretsbromssystem kan_ huvudtryckalstraren enligt uppfinningen utformas så, att en an- nan arbetskammare begränsas av den från pedalen fjärrbelägna ändytan hos huvudcylinderkolven. I en sådan utföringsform kan huvudcylinderkolven företrädesvis vara i stort sett symmetrisk, varvid centralventilen, som är vänd mot den andra arbetskamma- ren, är anbragt på botten av brcmstryckalstrarens huvudcylinder- borrning.

Enligt en annan fördelaktig utföringsform av uppfinningen är åtminstone en tallriksfjäder inspänd mellan förstärkarkolven och ringkolven, varigenom förstärkarkolven och ringkolven i bromsfrigöringsläget hålls på ett bestämt axiellt avstånd från varandra.

Ett exempel på uppfinningen kommer nu att beskrivas mera i detalj under hänvisning till den på bifogade ritning visade sektionerade vyn. 452 140 5 På ritningen är en tandemhuvudcylinder generellt visad vid l, vilken cylinder är påverkbar av en hydraulisk förstärkare 2.

Tandemhuvudcylindern l och den hydrauliska förstärkaren 2 är inhysta i ett hus 3. Såsom är visat i den högra delen på rit- ningen innefattar den hydrauliska förstärkaren 2 väsentligen en bromsventil 4 och en tryckkammare 5, varvid ett hydraultryck kan styras in i den hydrauliska förstärkarens tryckkammare 5 via en bromspedal 6, varvid nämnda hydraultryck är proportio- nellt mot påverkningskraften F som utövas på bromspedalen 6.

Bromsventilen 4 är utformad såsom en slidventil och består väsentligen av ett ventilhus 7, i vilket en reglerslidventil 8 är anbragt. Reglerslidventilen 8 är förskjutbar i ett lopp i ventilhuset 7. Via en tvåarmad hävstång 9 står reglerslidventi- len i mekanisk kontakt med en tryckstång 10 på vilken tryck kan appliceras direkt via en bromspedal 6. En första hävarm 11 hos påverkningshävstången 9 är å ena sidan anbragt i huset 3 och ingriper å andra sidan med en urtagning i tryckstången. En and- ra hävstång 12 är svängbart lagrad i den första hävstången ll och är å ena sidan uppburen av bromsventilens 4 reglerslid 8 och å andra sidan uppburen av den hydrauliska förstärkarens 2 förstärkarkolv 13. Den första hävstångens 11 övre ände har for- men av en kula som är införd i en inskruvbar del 14 som är fast inskruvad i huset 3 under användning av en tätning 15.

Förstärkarkolven 13 är_tätande styrd i ett lopp 16 på tä- tande glidbart sätt och är via tallriksfjädrar 10 uppburen på en ringkolv 18. Ringkolven 18 är en trappkolv och inkluderar ett på pedalsidan beläget avsnitt 19 med mindre diameter och ett i förhållande till pedalen fjärrbeläget avsnitt 20 med större diameter. Ringkolvens 18 båda avsnitt 19, 20 är tätade mot var- andra och mot huset medelst en ringtätning 21. Ringkolvens 18 avsnitt 19 har en ytterdiameter som är mindre än diametern hos förstärkarkolven, varvid en ringformig kammare 22 blir begrän- sad av kolvavsnittet 19 med mindre diameter, huset 3 och för- stärkarkolven, vilken kammare 22 får reducerad volym om förstär- karkolven 13 och ringkolven 18 förskjuts i påverkningsriktning- en.

Två arbetskamrar 23, 24 är vidare anordnade i tandemhuvud- cylindrarna 1, varvid båda dessa arbetskamrar är begränsade av 452 140 6 en huvudcylinderkolv 25, varjämte arbetskammaren 23 är via kor- responderande tryckledningar hydrauliskt förbunden med hjul- bromsar 26, 27 hos ett motorfordon. Arbetskammaren 24 är via korresponderande tryckledningar hydrauliskt förbunden med hjul- bromsar 28, 29 hos motorfordonet. Exempelvis är hjulbromsarna 26, 27 anbragta på en axel hos motorfordonet medan hjulbromsar- na 28, 29 är anbragta på en annan axel hos motorfordonet. Det är också möjligt att de respektive hjulbromsarna 28, 29 och 26, 27 är anbragta diagonalt mot varandra på motorfordonet.

I den hydrauliska förstärkarens 2 i förhållande till för- stärkarkolvens 13 pedal fjärrbelägna ände är en insats 30 in- skruvad, vilken utgör en beståndsdel i centralventilen 31. Cent- ralventilens 31 funktion är att redan med en ringa förskjut- ningsrörelse hos förststärkarkolven 13 bryta en hydraulisk för- bindelse mellan arbetskammaren 23 och en tryckfri förrådsbehål- lare 32. Mellan insatsen 30 och ringkolvens 18 avsnitt 19 är en tätningsmanschett 33 anbragt, vilken tjänstgör såsom en backven- til och är lämplig för att upprätta en hydraulisk förbindelse mellan den ringformiga kammaren 22 och arbetskammaren 23 i tan- demhuvudcylindern. Tandemhuvudcylinderns 1 arbetskammare 24 är begränsad av ett annat insatsorgan 34 som kan förses med en an- nan centralventil 35. En hylsa 38 är uppburen på botten 36 i det cylindriska loppet 37 hos tandemhuvudcylindern, varvid den i förhållande till bromspedalen 6 fjärrbelägna änden av huvudcylinderkolven är glidbart styrd i nämnda hylsa 38. Hylsan 38, huvudcylinderkolven 25 och huset 3 begrän- sar en annan ringformig kammare 39 som via en kanal 40 i huset står i hydraulisk förbindelse med en ringformig kammare 41.

Med den ringformiga kammaren 22 är förbunden en 2/2-vägs- ventil som är reglerbar medelst trycket som råder i den hydrau- liska förstärkarens 2 tryckkammare och som normalt, vid atmo- sfärstryck, intar i tryckkammaren 5 ett sådant läge att den ring- formiga kammaren 22 blir förbunden med den tryckfria förrådsbe- hållaren 32. Drivningen av 2/2-vägsventilen 42 står via en ka- nal 43 i huset i förbindelse med den hydrauliska förstärkarens 2 tryckkammare 5 och bringar 2/2-vägsventilen 42 att vid pålägg- ning av tryck på tryckkammaren 5 i den hydrauliska förstärkaren intaga ett reglerläge i vilket den ringformiga kammaren 22 är skild från den tryckfria förrådsbehållaren 32. 452 140 7 _ I det följande kommer arbetssättet hos det beskrivna broms- systemet att förklaras mera i detalj med utgångspunkt från obromsat tillstånd, varvid alla rörliga delar i bromstryckalst- raren intar det på ritningen visade läget. Då bromssystemet är i obromsat tillstånd står den hydrauliska förstärkarens 2 tryck- kammare 5 i förbindelse med den tryckfria förrådsbehållaren 32, varvid å ena sidan förstärkarkolven 13 förblir i sitt viloläge och å andra sidan en förbindelse mellan en tryckkälla 44 och den hydrauliska förstärkarens 12 tryckkammare 5 är spärrad av bromsventilens reglerslid 8. Om en påverkningskraft F utövas på bromspedalen 6 kommer den hydrauliska förstärkarens 2 tryckstång 10 att förskjutas i påverkningsriktningen, varvid den första hävstångens ll nedre ände svängs i medurs riktning kring häv- stångens lagringspunkt vid den övre änden. Då den andra häv- stången 12 är lagrad i den första hävstången medelst en bult 45 och anligger mot såväl bromsventilens 4 reglerslid 8 som för- stärkarkolven 13 kommer vid en axiell förskjutning av tryck- stången 10 den tvåarmade hävstångens 9 andra hävarm 12 att svängas i moturs riktning så att bromsventilens reglerslid 8 kan utföra en korresponderande rörelse i påverkningsriktningen.

En förskjutning av reglersliden 8 medför först att den hydrau- liska förstärkarens 2 tryckkammare S skiljs från den tryckfria förrådsbehållaren 32. En fortsatt rörelse hos bromsventilens 4 reglerslid 8 medför att tryckmediekanalerna mellan tryckkällan 44 och den hydrauliska förstärkarens 2 tryckkammare 5 öppnas och att i tryckkammaren 5 inställs ett hydraultryck svarande mot påverkningskraften F som utövas på bromspedalen 6 resp. på tryckstången 10.

När det i den hydrauliska förstärkarens 2 tryckkammare 5 inställda trycket har överskridit en förutbestämd nivå kommer å ena sidan 2/2-vägsventilens 42 omkopplingsläge att ändras så att det ringformiga utrymmet 22 skiljs från den tryckfria för- rådsbehållaren 32, varjämte å andra sidan den hydrauliska för- stärkarens 2 förstärkarkolv 13 kommer att förskjutas i påverk- ningsriktningen så att centralventilen 31 bringas att stänga, vilket medför att ett tryck tillåts byggas upp i tandemhuvud- cylinderns arbetskammare 23. 452 140 8 Om en tryckstegring förekommer i den hydrauliska förstär- karens 2 tryckkammare 5 kommer ringkolven 18 att förskjutas med förstärkarkolven 13 i påverkningsriktníngen, varvid volymen hos den ringformiga kammaren 22 kommer att minskas. Överskottsvoly- men hos den ringformiga kammaren 22 undkommer via tätnings- manschetten 33 in i tandemhuvudcylinderns arbetskammare 23 och medför därvid att huvudcylinderkolven 25 förskjuts i påverk- ningsriktningen så att den med den andra arbetskammaren 24 i tandemhuvudcylindern 1 samverkande centralventilen stängs, var- vid det bör observeras att huvudcylinderkolven 25 förskjuts med högre hastighet i påverkningsriktningen därför att ytterligare tryckmedium avges från den ringformiga kammaren 22 och tillförs till tandemhuvudcylinderns arbetskammare 23 via tätnings- manschetten 33. Trycket som på detta sätt alstras i tandemhu- vudcylinderns 1 arbetskamrar 23, 24 förs till motorfordonets hjulbromsar 26, 27, 28, 29 och medför där en motsvarande broms- ning. Under en sådan bromsning kommer en utjämning av volymen mellan kamrarna 39 och 41 via kanalen 40 i huset att tillåtas.

I det följande skall det antas att tryckmediekällan 44 inte har tillfört det erforderliga trycket. Om ett sådant fel har inträf- fat i det beskrivna bromssystemet kan den hydrauliska förstär- karens 2 tryckkammare 5 inte sättas under tryck, varför den hydrauliskt påverkbara 2/2-vägsventilen 42 bringas att stå i ett öppet läge i vilket den ringformiga kammaren 22 står i per- manent förbindelse med den tryckfria förrådsbehållaren 32.

Om ett sådant fel skulle uppstå utövas en påverkningskraft F på bromspedalen 6. Nämnda kraft överförs via tryckstången 10 till förstärkarkolven, vilken sedan den har övervunnit friktio- nen hos tätningarna som kommer i kontakt med densamma, förskjuts i påverkningsriktningen. Efter en förhållandevis kort förskjut- ningsrörelse hos den hydrauliska förstärkarens 2 förstärkarkolv 13 kommer förstärkarkolven 13, med centralventilen 31 stängd, att slå an mot den ringformiga kolven 18, vilket medför att ar- betskammaren 23 och hjulbromsarna 26, 27 sätts under tryck.

Till följd av trycket som alstras i tandemhuvudcylinderns ar- betskammare 23 kommer vidare en förskjutning av huvudcylindern 25 i påverkningsriktningen att ske, varigenom centralventilen 35 kommer att stängas och tryck tillåts byggas upp i arbetskam- ;-:-;

Claims (6)

452 140 9 maren 24. Också i fallet då hjälptryckkällan 44 faller bort kom- mer således ett tryck att tillåtas att byggas upp i tandemhuvud- cylinderns 1 arbetskammare 24 och i de med arbetskammaren 24 förbundna hjulbromsarna 28, 29. Då bromsen släpps kommer de ovan beskrivna rörelserna att ske i motsatt ordning tills alla delarna på nytt har intagit de på ritningen visade lägena. PATENTKRAV

1. Bromstryckalstrare för ett hydrauliskt fordonsbromssystem, vari en företrädesvis av ett hydrauliskt hjälptryck förskjut- bar förstärkarkolv är anordnad att i påverkningsriktningen me- kaniskt slå an mot en ringkolv och är förskjutbar i påverknings- riktningen, varvid en huvudcylinderkolv är tätande styrd i ring- kolven för att begränsa åtminstone en arbetskammare som är skiljbar från en tryckfri förrådsbehållare medelst ett ventil- arrangemang som är anordnat att omkopplas på vägberoende sätt och ringkolven är en trappkolv som har ett avsnitt vänt mot pe- dalpåverkningen och med ringa diameter, k ä n n e t e c k n a d därav, att ringkolvens (18) på pedalsidan belägna avsnitt (19) har en diameter som är mindre än diametern hos förstärkarkolven (13) och begränsar en ringformig kammare (22) som via en back- ventil (33), som är anordnad att omkopplas till öppet läge mot arbetskammaren (23), står i förbindelse med arbetskammaren (23) och att till den ringformiga kammaren (22) är ansluten en 2/2- vägsventil (42) som normalt står öppen och som är anordnad att omkopplas till spärrläge i beroende av trycket i förstärkar- kammaren (5), som i sin tur står i förbindelse med den tryck- fria förrådsbehållaren (32).

2. Bromstryckalstrare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att backventilen (33) är en tätningsmanschett.

3. Bromstryckalstrare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att 2/2-vägsventilen (42) är hydrauliskt reglerbar.

4. Bromstryckalstrare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att ringkolven (18) är fjädrande eftergivande uppburen på förstärkarkolven (13). 452 140 10

5. Bromstryckalstrare enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att en annan arbetskammare (24) är begränsad av en från pedalen bortvänd ändyta hos huvudcylindern (25).

6. Bromstryckalstrare ett eller flera av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att mellan förstärkarkolven (13) och ringkolven (18) är åtminstone en tallriksfjäder (17) in- spänd, medelst vilken förstärkarkolven (13) och ringkolven (18) hålls på ett definierat axiellt avstånd i förhållande till var- andra då bromsen befinner sig i obromsat läge.