DE3816110A1 - Filling stage for a brake master cylinder - Google Patents
Filling stage for a brake master cylinderInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllstufe für einen Hauptbremszylinder aufweisend eine erste Fläche, die von der kleineren Stirnfläche eines Stufenkolbens gebildet ist und an einen Arbeitsraum angrenzt, und eine zweite Fläche, die größer ist als die erste Fläche.The invention relates to a filling stage for a Master brake cylinder having a first surface that of the smaller end face of a stepped piston is formed and adjoining a work space, and a second area that is larger is as the first surface.
Einer derartige Füllstufe ist zum Beispiel in dem SAE Technical Paper Series 8 30 412 "Brake Integrated Hydraulic Actuation System Master Cylinder" ausführlich beschrieben. Der Stufenkolben ist dabei der Betätigungskraft ausgesetzt und begrenzt mit seiner kleineren Stirnfläche den Arbeitsraum eines Hauptzylinders. Die Ringfläche des Stufenkolbens begrenzt einen Ringraum, der über ein Druckbegrenzungsventil mit einem drucklosen Vorratsbehälter in Verbindung steht. Gleichzeitig existiert eine Druckmittelverbindung vom Ringraum zum Arbeitsraum über ein Rückschlagventil, das durch Dichtmanschetten an der kleineren Stufe des Stufenkolbens ausgebildet ist.Such a filling level is for example in the SAE Technical Paper Series 8 30 412 "Brake Integrated Hydraulic Actuation System Master Cylinder " Step piston is exposed to the actuating force and limits the work space of one with its smaller end face Master cylinder. The annular surface of the stepped piston limits one Annulus, which has a pressure relief valve with a unpressurized reservoir is connected. At the same time there is a pressure medium connection from the annulus to Workspace through a check valve that passes through Sealing sleeves on the smaller step of the step piston is trained.
Beim Betätigen der Bremse wird das Druckmittel sowohl aus dem Ringraum als auch aus dem Arbeitsraum zu den Radbremsen geleitet. Das Druckmittel aus dem Ringraum wird über die Dichtmanschetten in den Arbeitsraum geleitet.When the brake is applied, the pressure medium is released from both Annulus as well as from the work space to the wheel brakes headed. The pressure medium from the annulus is over the Sealing sleeves passed into the work area.
Die Förderung des Druckmittels erfolgt zunächst nahezu ohne Gegendruck, da als erstes die Lüftspiele der Bremse überwunden werden müssen. Erst dann kann ein Gegendruck aufgebaut werden, der sowohl im Arbeitsraum als auch im Ringraum wirksam wird. Sobald ein bestimmter Druckpunkt erreicht ist, öffnet das Druckbegrenzungsventil, so daß in der Druckaufbauphase das Druckmittel aus dem Ringraum in den Vorratsbehälter gelangt. In der ersten Phase, der Füllphase, steht somit der größere Durchmesser des Stufenkolbens als Wirkfläche zur Verfügung. Dadurch wird erreicht, daß mit einem kleinen Verschiebeweg große Druckmittelmengen in die Radbremsen gelangen können.The pressure medium is initially delivered almost without Back pressure, as the brake's air clearances are overcome first Need to become. Only then can a counter pressure be built up which is effective both in the work area and in the annulus. As soon as a certain pressure point is reached, that opens Pressure relief valve, so that in the pressure build-up phase Pressure medium from the annular space reaches the reservoir. In the first phase, the filling phase, is the larger one Diameter of the stepped piston is available as the effective area. This ensures that with a small displacement large amounts of pressure medium can get into the wheel brakes.
In der Druckphase wirkt nur noch die kleinere Fläche des Stufenkolbens, so daß in der Radbremse mit kleinen Betätigungskräften ein hoher Druck aufgebaut werden kann.In the printing phase, only the smaller area of the Step piston, so that in the wheel brake with small Operating forces a high pressure can be built up.
Eine Füllstufe nach derartigen Konstruktionsprinzipien kann sinnvoll nur dann eingesetzt werden, wenn der Stufenkolben Teil des Hauptzylinders ist und den sogenannten Druckstangenkolben bildet.A filling stage based on such construction principles can can only be used if the stepped piston part of the master cylinder and the so-called push rod piston forms.
Die Konstruktion wird daher sehr aufwendig, da derartige Füllstufenhauptzylinder als Einheit konzipiert werden müssen. Weiterhin wird die Baulänge des Haupzylinders mit Füllstufe vergrößert, da ein bestimmter Weg zur Verkleinerung des Stufenraumes zur Verfügung gestellt werden muß.The construction is therefore very complex, since such Fill level master cylinder must be designed as a unit. Furthermore, the overall length of the master cylinder with filling level enlarged because a certain way to downsize the Step room must be made available.
Des weiteren muß das Druckbegrenzungsventil sehr aufwendig gestaltet werden, da eine Bypass-Leitung zum Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein muß, die die Druckmittelzufuhr in den Ringraum beim Lösen der Bremse gewährleistet.Furthermore, the pressure relief valve must be very complex be designed as a bypass line to Pressure relief valve must be provided, which the Pressure medium supply in the annulus when releasing the brake guaranteed.
Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, eine Füllstufe zu konzipieren, die einen einfachen Aufbau aufweist, unabhängig vom Hauptbremszylinder ist und ein sicheres und schnelles Lösen der Bremse gewährleistet.The invention is therefore based on the task of filling a stage design that has a simple structure, independent is from the master brake cylinder and a safe and fast Guaranteed release of the brake.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die größere Stirnfläche des Stufenkolbens und die zweite Fläche einen Zwischenraum begrenzen und daß eine Druckmittelverbindung zwischen Arbeitsraum und dem Zwischenkolben existiert, die mittels eines Ventils sperrbar ist. In vorteilhafter Weise wird das Ventil druckgesteuert und zwar vom Druck im Arbeitsraum, wobei das Ventil ab einem bestimmten Druckpunkt im Arbeitsraum sperrt.The object is achieved in that the larger end face of the stepped piston and the second surface a space limit and that a pressure medium connection between Working space and the intermediate piston, which exists by means of a Valve is lockable. Advantageously, the valve pressure-controlled, namely from the pressure in the work area, which The valve locks at a certain pressure point in the work area.
Eine besonders kompakte Form der Füllstufe erhält man, wenn die Druckmittelverbindung als Längsbohrung im Stufenkolben dargestellt wird.A particularly compact form of the filling level is obtained when the Pressure medium connection as a longitudinal bore in the stepped piston is pictured.
Der Schaltpunkt des Ventils wird bestimmt durch eine Druckfeder, die den Stufenkolben derart belastet, daß er bestrebt ist seine Grundposition einzunehmen, die dadurch definiert ist, daß der Arbeitsraum sein größtes Volumen aufweist. In dieser Position wird der Ventilschließkörper im Abstand zu seinem Ventilsitz gehalten, so daß der Druckmitteldurchgang geöffnet ist. Wird der Stufenkolben aus seiner Grundposition verschoben, so schließt das Ventil.The switching point of the valve is determined by a Compression spring that loads the stepped piston in such a way that it endeavors to take his basic position, the result What is defined is that the work space is its largest volume having. In this position the valve closing body in the Distance from his valve seat, so that the Fluid passage is open. The stepped piston is made moved to its home position, the valve closes.
Die Füllstufe läßt sich dann unabhängig vom Hauptzylinder einsetzen, wenn der Stufenkolben in einem Gehäuse geführt ist, das einen Druckanschluß zum Hauptzylinder aufweist. Die zweite Stirnfläche wird dann von der Stirnfläche des Hauptzylinderkolbens gebildet. Bei dieser Konstruktion kann die Füllstufe nachträglich an einen Hauptbremszylinder angesetzt werden oder in die Bremsleitung eingefügt werden. Zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens soll eine mögliche Ausführungsform an Hand einer Fig. näher beschrieben werden.The filling stage can then be used independently of the master cylinder if the stage piston is guided in a housing which has a pressure connection to the master cylinder. The second end face is then formed by the end face of the master cylinder piston. With this design, the filling level can be retrofitted to a master brake cylinder or inserted into the brake line. To clarify the inventive concept, a possible embodiment will be described in more detail with the aid of a figure .
Die Füllstufe 1 besteht aus einem Gehäuse 2, das eine Stufenbohrung 3 a, 3 b aufweist. In diese Stufenbohrung 3 a, 3 b ist ein Stufenkolben 4 dichtend geführt, wobei sich in der kleineren Stufe 3 b des Gehäuses 4 der Arbeitsraum 5, begrenzt von der kleineren Stirnfläche 6 des Stufenkolbens 4, ausbildet. In der größeren Stufe 3 a befindet sich begrenzt von der größeren Stirnfläche 8 des Stufenkolbens 4 der Füllraum 7. Am Übergang von der kleineren zur größeren Stufe des Stufenkolbens 4 bildet sich ein Ringraum aus, der von der Ringfläche 10 begrenzt wird und einen Atmosphärenanschluß 11 aufweist. Der Arbeitsraum 5 steht über einer Bremsleitung 12 mit einer Radbremse 13 in Verbindung. Der Füllraum 7 steht über eine Druckleitung 14 mit dem Druckraum 15 des Hauptzylinders 16 in Verbindung. Der Druckraum 15 wird von einem Arbeitskolben 17 gebildet, der mit seiner Stirnfläche 18 an den Arbeitsraum 15 angrenzt. Der Arbeitskolben 17 wird mittels einer Betätigungskraft, z.B. einer Pedalkraft betätigt.The filling stage 1 consists of a housing 2 , which has a stepped bore 3 a , 3 b . A stepped piston 4 is sealingly guided in this stepped bore 3 a , 3 b , the working chamber 5 being delimited by the smaller end face 6 of the stepped piston 4 in the smaller step 3 b of the housing 4 . In the larger stage 3 a , the filling space 7 is delimited by the larger end face 8 of the stepped piston 4 . At the transition from the smaller to the larger step of the stepped piston 4 , an annular space is formed which is delimited by the annular surface 10 and has an atmosphere connection 11 . The work space 5 is connected to a wheel brake 13 via a brake line 12 . The filling chamber 7 is connected to the pressure chamber 15 of the master cylinder 16 via a pressure line 14 . The pressure chamber 15 is formed by a working piston 17 which is adjacent with its end face 18 to the working chamber 15 °. The working piston 17 is actuated by means of an actuating force, for example a pedal force.
Der Stufenkolben 4 weist eine Längsbohrung 19 auf, die an einem Absatz einen Ventilsitz 20 aufweist. Vor dem Ventilsitz im Arbeitsraum 5 befindet sich eine Ventilkugel 21, die dichtend auf den Ventilsitz 20 aufsetzbar ist. Die Kugel 21 wird mittels einer Ventilfeder 22 in Richtung auf den Ventilsitz 20 gedrückt und von einem Stößel 23, der sich an einer Anschlagplatte 24 abstützt, im Abstand vom Ventilsitz 20 gehalten.The stepped piston 4 has a longitudinal bore 19 which has a valve seat 20 on one shoulder. In front of the valve seat in the working space 5 there is a valve ball 21 which can be placed sealingly on the valve seat 20 . The ball 21 is pressed in the direction of the valve seat 20 by means of a valve spring 22 and is held at a distance from the valve seat 20 by a tappet 23 which is supported on a stop plate 24 .
Im Arbeitsraum 5 ist weiterhin eine Druckfeder 25 angeordnet, die sich einerseits an der Gehäusewand und andererseits am Stufenkolben 4 abstützt. Die Vorspannkraft der Feder bestimmt den Öffnungsdruck des Ventils 20, 21.In the working space 5 there is also a compression spring 25 , which is supported on the one hand on the housing wall and on the other hand on the stepped piston 4 . The biasing force of the spring determines the opening pressure of the valve 20 , 21 .
Weiterhin sind die folgenden Flächeninhalte zu beachten. Die Stirnfläche 6 des Stufenkolbens 4 weist den Flächeninhalt A 1 auf. Die Stirnfläche 8 des Stufenkolbens 4 hat die Größe A 2.The following areas must also be observed. The end face 6 of the stepped piston 4 has the area A 1 . The end face 8 of the stepped piston 4 has the size A 2 .
Die Stirnfläche 18 des Hauptzylinderkolbens 17 weist ebenfalls die Fläche A 2 auf. Die Fläche A 1 ist größer als die Fläche A 2. The end face 18 of the master cylinder piston 17 also has the area A 2 . The area A 1 is larger than the area A 2.
Die Füllstufe arbeitet nun nach dem folgenden Schema. Bei Betätigen der Bremse, d.h. bei einer Verschiebung des Arbeitskolbens 17 im Sinne einer Verkleinerung des Druckraumes 15 gelangt Druckmittel aus dem Druckraum 15 über die Leitung 14, den Druckmittelkanal 19 und der Bremsleitung 12 zu den Radbremsen. In der ersten Phase, der Füllphase, geschieht dies nahezu drucklos. Dies bedeutet, daß der Stufenkolben 4 durch die Kraft der Feder 25 in seiner rechten Position gehalten ist, wobei der Stößel 23 an der Anschlagplatte 24 anliegt, und die Ventilkugel 21 im Abstand zum Ventilsitz 20 hält.The filling level now works according to the following scheme. When the brake is actuated, that is to say when the working piston 17 is displaced in the sense of a reduction in the pressure chamber 15 , pressure medium passes from the pressure chamber 15 via the line 14 , the pressure medium channel 19 and the brake line 12 to the wheel brakes. In the first phase, the filling phase, this happens almost without pressure. This means that the stepped piston 4 is held in its right position by the force of the spring 25 , the plunger 23 abutting the stop plate 24 and keeping the valve ball 21 at a distance from the valve seat 20 .
Sobald das Lüftspiel der Radbremsen überwunden ist, erfolgt ein Druckaufbau. Da die Verbindung zwischen dem Füllraum 7 und dem Arbeitsraum 5 offen ist, ist der Druck in beiden Räumen gleich. Er wirkt sowohl auf die Fläche 6 mit dem Inhalt A 1 als auch auf die Fläche 8 mit dem Inhalt A 2. Es wirkt daher eine Druckkraft auf den Stufenkolben 4 entsprechend der Differenz der Flächeninhalte der Flächen 6 und 8. Sobald ein Druckpunkt erreicht ist, der ausreicht, die Kraft der Feder 25 zu überwinden, wandert der Kolben 4 nach links. Dabei nähert sich der Ventilsitz 20 der Ventilkugel 21, wodurch die Druckmittelverbindung 19 gesperrt wird. Bei einer weiteren Verschiebung des Stufenkolbens 4 gelangt lediglich Druckmittel aus dem Arbeitsraum 5 in die Radbremse 13. Dies ist die sogenannte Druckphase. Das Druckmittel im Raum 15 bzw. im Füllraum 7 wirkt nun als hydraulisches Druckpolster zwischen Arbeitskolben 17 und dem Stufenkolben 4 und dient lediglich als Übertragungsmedium der Betätigungskraft auf den Stufenkolben 4. Da die Flächen 18 und 8 gleich groß sind, werden die Kolben 17 und 4 in gleichen Schrittweiten verschoben.As soon as the clearance of the wheel brakes is overcome, pressure builds up. Since the connection between the filling chamber 7 and the working chamber 5 is open, the pressure in both rooms is the same. It affects both the surface 6 with the content A 1 and the surface 8 with the content A 2 . A pressure force therefore acts on the stepped piston 4 in accordance with the difference in the surface areas of the surfaces 6 and 8 . As soon as a pressure point is reached which is sufficient to overcome the force of the spring 25 , the piston 4 moves to the left. The valve seat 20 approaches the valve ball 21 , whereby the pressure medium connection 19 is blocked. In the event of a further displacement of the stepped piston 4 , only pressure medium from the working space 5 enters the wheel brake 13 . This is the so-called print phase. The pressure medium in the space 15 or in the filling space 7 now acts as a hydraulic pressure cushion between the working piston 17 and the step piston 4 and serves only as a transmission medium for the actuating force on the step piston 4 . Since the surfaces 18 and 8 are the same size, the pistons 17 and 4 are shifted in the same increments.
Während also in der Füllphase die Fläche A 2 wirksam ist, bestimmt in der Druckphase die Fläche A 1 das Verhältnis zwischen der Betätigungskraft und dem Druck in den Radbremszylindern.So while the area A 2 is effective in the filling phase, the area A 1 determines the ratio between the actuating force and the pressure in the wheel brake cylinders in the pressure phase.
Beim Lösen der Bremse wandert der Stufenkolben 4 unter Wirkung der Kraft der Feder 25 nach rechts und der Arbeitskolben 17 unter der Kraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder im Sinne einer Vergrößerung des Druckraumes 15. When the brake is released, the stepped piston 4 moves to the right under the force of the spring 25 and the working piston 17 under the force of a return spring, not shown, in the sense of an enlargement of the pressure chamber 15 .
Dabei werden die Kolben 4 und 17 im gleichen Wegverhältnis verschoben, so daß lediglich das Druckmittel aus dem Raum 7 in den Raum 15 gelangt. Die Nachförderung von Druckmittel aus einem Vorratsbehälter unter Umgehung eines Druckventils ist nicht notwendig.The pistons 4 and 17 are moved in the same path ratio, so that only the pressure medium from the room 7 enters the room 15 . The subsequent delivery of pressure medium from a storage container bypassing a pressure valve is not necessary.
In der Grundposition des Stufenkolbens 4 und des Arbeitskolbens 17 ist die Druckmittelverbindung 19 wieder geöffnet. Der Druckraum 15 wird ebenfalls in bekannter Weise an einen Vorratsbehälter angeschlossen, so daß ein vollständiger Druckabbau in den Radbremsen erfolgen kann.In the basic position of the stepped piston 4 and the working piston 17 , the pressure medium connection 19 is opened again. The pressure chamber 15 is also connected in a known manner to a reservoir, so that a complete pressure reduction in the wheel brakes can take place.
Eine derartige Füllstufe kann nachträglich in ein Bremssystem eingebaut werden und an einer beliebigen Stelle der Bremsleitung eingesetzt werden. Obwohl in der Fig. nicht dargestellt, ist es ohne weiteres möglich, bei einem Zwei- oder Mehrkreisbremssystem in jedem Bremskreis eine Füllstufe vorzusehen. Such a filling stage can be retrofitted into a brake system and used at any point on the brake line. Although not shown in the figure , it is readily possible to provide a filling level in each brake circuit in a two- or multi-circuit brake system.
Bezugszeichenliste:Reference symbol list:
1 Füllstufe
2 Gehäuse
3 Stufenbohrung
3 a größere Bohrung
3 b kleinere Bohrung
4 Stufenkolben
5 Arbeitsraum
6 kleinere Stirnfläche
7 Füllraum
8 größere Stirnfläche
9 Ringraum
10 Ringfläche
11 Atmosphärenanschluß
12 Bremsleitung
13 Radbremse
14 Druckleitung
15 Druckraum
16 Hauptzylinder
17 Arbeitskolben
18 Stirnfläche
19 Längskanal
20 Ventilsitz
21 Ventilkugel
22 Ventilfeder
23 Stößel
24 Anschlagplatte
25 Druckfeder
A₁ erste Wirkfläche
A₂ zweite Wirkfläche 1 filling level
2 housings
3 stepped holes
3 a larger hole
3 b smaller hole
4 step pistons
5 work space
6 smaller end faces
7 filling space
8 larger face
9 annulus
10 ring surface
11 atmosphere connection
12 brake line
13 wheel brake
14 pressure line
15 pressure chamber
16 master cylinders
17 working pistons
18 end face
19 longitudinal channel
20 valve seat
21 valve ball
22 valve spring
23 plungers
24 stop plate
25 compression spring
A ₁ first effective area
A ₂ second effective area
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883816110 DE3816110A1 (en) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | Filling stage for a brake master cylinder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883816110 DE3816110A1 (en) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | Filling stage for a brake master cylinder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3816110A1 true DE3816110A1 (en) | 1989-11-23 |
Family
ID=6354170
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19883816110 Ceased DE3816110A1 (en) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | Filling stage for a brake master cylinder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3816110A1 (en) |
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Legal Events
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Owner name: ITT AUTOMOTIVE EUROPE GMBH, 60488 FRANKFURT, DE |
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