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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hauptzylinder der Kolbenbauart,
der in einem hydraulischen Fahrzeugbremssystem verwendet wird und
insbesondere auf einen Hauptzylinder, welcher ein ruhiges, schritthaltendes
Ansaugen von Bremsfluid während
einer automatischen Bremssteuerung sicherstellt und welcher einen
wirkungslosen Hub des Bremspedals in einem Anfangsstadium unterdrückt.
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Wie
hierin verwendet, bezieht sich ein Hauptzylinder der Kolbenbauart
auf einen Hauptzylinder mit einem Kolben, der im Gleitkontakt mit
einer Innenperipheriefläche
von Manschetten ist, die in einem Zylinderkörper gehalten werden, um Bremsfluid in
einer Druckkammer, die in dem Zylinderkörper definiert ist, mit Druck
zu beaufschlagen.
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Viele
moderne hydraulische Fahrzeugbremssysteme haben verschiedene hochentwickelte Funktionen,
wie automatische Bremssteuerfunktionen, die durch elektronische
Steuereinheiten eingeleitet werden, während das Bremspedal nicht
niedergedrückt
wird, wobei zu solchen automatischen Bremssteuerfunktionen die Traktionssteuerung (TRC)
und die elektronische Fahrzeugstabilitätssteuerung (ESC) gehört.
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Einige
der hydraulischen Fahrzeugbremssysteme mit einer automatischen Bremssteuerfunktion
sind so konstruiert, dass sie Bremsfluid, welches während dem
automatischen Bremsen erforderlich ist, von einem Sammelbehälter über ihren
Hauptzylinder ansaugen. Herkömmliche
Hauptzylinder, die bei dieser Bauart der hydraulischen Fahrzeugbremssysteme
verwendet werden, sind in den japanischen Patentveröffentlichungen
11-512681 (Veröffentlichung
1), 2000-108878 (Veröffentlichung
2) und 2003-170824 (Veröffentlichung
3) offenbart.
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In
Veröffentlichung
1 ist der Kolben im Hauptzylinder mit in Umfangsrichtung verlängerten
Kolbenöffnungen
versehen, über
welche die Druckkammer mit dem Sammelbehälter in Verbindung steht, während das
Bremspedal nicht niedergedrückt
wird. Da die Kolbenöffnungen
in Umfangsrichtung verlängert sind,
ist ihre Querschnittsfläche
(Kanalfläche)
groß, so
dass, wenn erforderlich, durch Hydraulikeinheiten Bremsfluid ruhig über die
Kolbenöffnungen
zugeführt werden
kann. Da aber die Kolbenöffnungen
eine große
Querschnittsfläche
haben, hat das Bremspedal, wenn es niedergedrückt wird, die Tendenz, dass
es mit einer extrem leichten Kraft hineingedrückt wird, bis die Kolbenöffnungen
vollständig
durch die Primärmanschetten
geschlossen sind. Dies gibt dem Fahrer ein unkomfortables Gefühl, als
ob die Bremsen überhaupt
nicht wirken würden.
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Veröffentlichung
1 erwähnt
dieses Problem überhaupt
nicht. Eine Lösung
dieses Problems wäre, die
Querschnittsfläche
der Kolbenöffnungen
zu verringern. Aber diese Lösung
würde ein
ruhiges Ansaugen von Bremsfluid durch die Kolbenöffnungen beeinträchtigen.
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In
Veröffentlichung
2 ist der Kolben mit Kolbenöffnungen
(Entlastungsöffnungen)
ausgebildet, von denen ein Ende zur Außenperipherie des Kolbens offen
ist und das andere Ende zur Druckkammer offen ist. Der Kolben ist
des Weiteren an seiner Außenperipherie
mit einer Nut versehen, durch die das eine Ende jeder Kolbenöffnung zur
Außenperipherie
des Kolbens offen ist. Die Nut hat eine geneigte Steuerfläche, die
hinter der Kolbenöffnung
vorgesehen ist, um den Oberflächendruck
an der Kontaktfläche
der Manschette und des Kolbens zu erhöhen und deshalb hat die Nut
eine Breite, die größer als der
Durchmesser der Kolbenöffnungen
ist. Bei dieser Anordnung sollen die Kolbenöffnungen durch die Manschette
geschlossen werden, wenn das Hinterende der Kolbenöffnungen
mit dem Hinterende der radial inneren Position der Manschette ausgerichtet ist.
Aber tatsächlich
besteht die Tendenz, dass die Kolbenöffnungen geschlossen werden,
wenn das Hinterende des radial inneren Abschnitts der Manschette
einen Zwischenpunkt der geneigten Fläche erreicht, da die beträchtlich
geneigte Fläche
der Nut hinter den Kolbenöffnungen
vorgesehen ist. Somit kann die Position des Kolbens, wo die Kolbenöffnungen
durch die Manschette geschlossen werden, nicht exakt bestimmt werden.
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Da
darüber
hinaus die Tiefe der Nut, welche die geneigte Steuerfläche hat,
aus Gründen
des ausreichenden Zusammenwirkens mit der Manschette begrenzt ist
und weil der radial innere Abschnitt der Manschette dazu tendiert
in die Nut gezogen zu werden, während
der Kolben nicht betätigt
wird, erhöht sich
die effektive Schnittfläche
des Kanals durch den das Bremsfluid strömt kaum.
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Veröffentlichung
3 offenbart einen Hauptzylinder der Kolbenbauart mit einem Kolben,
der mit einer Vielzahl an Kolbenöffnungen
und einer Ringnut ausgebildet ist, durch welche die Kolbenöffnungen mit
dem Sammelbehälter
in Verbindung stehen. Da die Ringnut bei dieser Anordnung eine Breite
hat, die kleiner als der Durchmesser der Kolbenöffnungen ist, kann das Bremsfluid
nicht ausreichend ruhig durch die Ringnut strömen. Wenn somit dieser Hauptzylinder
in einem hydraulischen Bremssystem verwendet wird, in dem während dem
automatischen Bremsen eine hohe Ansaugrate erforderlich ist, kann
Bremsfluid nicht in einer ausreichend hohen Rate zugeführt werden.
Dies verschlechtert das Bremsverhalten.
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Ein
anderer herkömmlicher
Hauptzylinder hat einen Ventilmechanismus zum Verringern der Schnittfläche der
Kolbenöffnungen
oder irgend eines anderen Kanals durch den die Druckkammer mit dem Sammelbehälter verbunden
ist, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird. Solch ein Ventilmechanismus
ist jedoch nicht zu bevorzugen, weil er den Aufbau verkompliziert
und die Kosten in die Höhe
treibt.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hauptzylinder der vorstehenden
Bauart bereit zu stellen, der ein ruhiges Ansaugen von Bremsfluid während der
automatischen Bremssteuerung sicherstellt und der einen anfänglichen
wirkungslosen Hub des Bremspedals unterdrückt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist ein
Hauptzylinder bereitgestellt, mit einem Zylinderkörper, einer
Manschette, die an einer Innenwand des Zylinderkörpers unterstützt ist
und einem Kolben, der in den Zylinderkörper so eingefügt ist,
dass er in Gleitkontakt mit einer radial inneren Peripherie der
Manschette ist, dabei definiert der Kolben eine Druckkammer in dem Zylinderkörper und
ist mit Kolbenöffnungen
versehen, durch welche die Druckkammer so angepasst ist, dass sie
mit einem Druckbehälter
in Verbindung steht, während
der Kolben in einem Nichtbetriebszustand ist, dabei haben die Kolbenöffnungen
erste Öffnungen
zum Sicherstellen der Verbindung zwischen der Druckkammer und dem
Sammelbehälter
und zweite Öffnung,
durch welche Bremsfluid in dem Sammelbehälter während der automatischen Bremssteuerung
in die Druckkammer gesaugt wird, dabei sind die zweiten Öffnungen
in größerer Anzahl
als die ersten Öffnungen vorgesehen
und vor den ersten Öffnungen
bzgl. einer Richtung vorgesehen, in der der Kolben vorwärts bewegt
wird.
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Bevorzugterweise überlappen
die ersten Öffnungen
sich mit den zweiten Öffnungen,
aus der Richtung senkrecht zur Achse des Kolbens betrachtet.
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Unabhängig davon,
ob sich die ersten Öffnungen
mit den zweiten Öffnungen überlappen,
sind bevorzugterweise ein bis zwei der ersten Öffnungen und zehn bis vierzehn
der zweiten Öffnungen
vorgesehen.
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Wenn
der Kolben in seiner Nichtbetriebsposition ist, kann mit dieser
Anordnung Bremsfluid durch die ersten und zweiten Kolbenöffnungen
zugeführt
werden. Somit kann Bremsfluid während
der automatischen Bremssteuerung ruhig angesaugt werden.
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Wenn
das Bremspedal niedergedrückt
wird, werden die zweiten Öffnungen,
die vor den ersten Öffnungen
angeordnet sind, zuerst geschlossen. Da die zweiten Öffnungen
in größerer Anzahl
und somit mit größerer Querschnittsfläche vorgesehen
sind, beginnt, sobald die zweiten Öffnungen geschlossen sind,
der Druck in der Druckkammer schnell anzusteigen, so dass der Fahrer
die Bremswirkung schnell fühlt.
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Somit
ist es möglich,
einen anfänglich
wirkungslosen Hub des Bremspedals, ohne das Erfordernis eines komplizierten
und teueren Ventilmechanismus, zu unterdrücken.
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Durch
Vorsehen der ersten und zweiten Öffnungen
derart, dass sie sich axial miteinander überlappen, ist es möglich, den
Kolbenhub zu verkürzen, bis
die ersten Öffnungen
geschlossen werden.
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Bevorzugterweise
hat der Zylinderkörper
an seiner Innenwand eine Ringwand, die eine Rückseite der Manschette unterstützt und
hat einen Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser des
Kolbens ist, dabei hat der Kolben an seinem Innenumfang eine Ringnut,
die mit den ersten Öffnungen
in Verbindung steht und so angeordnet ist, dass sie der Ringwand über eine
Ringspalte radial gegenüberliegt,
die zwischen diesen definiert ist, wenn der Kolben in einer Nichtbetriebsposition
ist, wobei die Druckkammer so angepasst ist, dass sie mit dem Sammelbehälter über eine
Ringspalte und die ersten Öffnungen
in Verbindung steht.
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Mit
dieser Anordnung kann Bremsfluid ruhiger angesaugt werden.
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Da
des Weiteren eine ausreichend große Ringspalte zwischen der
Ringwand und dem Boden der Ringnut definiert ist, kann Bremsfluid
ruhig durch diese große
Ringspalte hinzugeführt
werden, ohne das Erfordernis, die Spalte zwischen der Ringwand und
der Außenperipherie
des Kolbens und/oder die Tiefe der Ringnut wesentlich zu erhöhen. Da
es nicht erforderlich ist, die Spalte zwischen der Ringwand und
der Außenperipherie
des Kolbens wesentlich zu vergrößern, um
das Bremsfluid ruhig anzusaugen, ist es weniger wahrscheinlich,
dass der Kolben die Manschette abnutzt während er vorwärts bewegt
wird. Da es nicht erforderlich ist, eine solch tiefe Ringnut auszubilden,
wird das Verhalten der Manschette, während der Kolben vorwärts bewegt
wird, stabilisiert und die Stabilität des Kolbens wird hoch beibehalten.
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Bevorzugterweise
sind die Hinterenden der zweiten Öffnungen mit dem Hinterende
der Ringnut bzgl. einer Radialrichtung des Kolbens ausgerichtet. Mit
dieser Anordnung wird die Position des Kolbens, bei der die ersten Öffnungen
geschlossen werden, durch die Manschette stabilisiert. Bevorzugterweise sind
die Vorderenden der zweiten Öffnungen
radial mit dem Vorderende der Ringnut ausgerichtet oder axial vor
dem Vorderende der Ringnut positioniert. Mit dieser Anordnung kann
die Querschnittsfläche des
Kanals, durch welchen das Bremsfluid strömt, durch die Ringnut auf ein
Maximum erhöht
werden.
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Bevorzugterweise
hat die Ringnut eine Axialbreite, die kleiner als die Axialbreite
eines Abschnitts der Manschette ist, der in Kontakt mit der Außenperipherie
des Kolbens ist. Dies verhindert, dass die Manschette in seiner
Gesamtheit in die Ringnut fällt.
Diese Manschette kann somit stabil seine Abdichtfunktion durchführen während sich
der Kolben bewegt.
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Bevorzugterweise
hat die Ringnut vordere und hintere geneigte Flächen, die sich von ihrer vorderen
und hinteren Kante in spitzen Winkeln bzgl. der Außenperipherie
des Kolbens erstrecken. Die geneigten Flächen dienen als Phasen und
verhindern, dass die Manschette durch die Kanten der Ringnut beschädigt wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Andere
Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
ersichtlich, in denen folgendes dargestellt ist:
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1 ist
eine Schnittdarstellung des Hauptzylinders eines ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Abschnitts-Schnittdarstellung desselbigen, die Kolbenöffnungen
darstellt, welche in einem der Kolben des Hauptzylinders ausgebildet sind.
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3 ist
eine Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist
eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV aus 3;
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5 ist
eine vergrößerte Schnittdarstellung des
zweiten Ausführungsbeispiels,
welche Kanäle darstellt,
die im Primärkolben
des Hauptzylinders und in dessen Umgebung ausgebildet sind;
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6 ist
eine Darstellung ähnlich
zu 5, wobei die Kolbenöffnungen vollständig geschlossen sind;
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7 ist
eine ähnliche
Darstellung einer anderen Anordnung, bei der das Vorderende der
Ringnut vor dem Vorderende der Öffnungen
angeordnet ist, um eine Verbindung sicherzustellen; und
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8 und 9 sind
Ausschnitts-Schnittdarstellungen eines Kolbens eines Hauptzylinders, der
mit verschiedenen Kolbenöffnungen
zum Sicherstellen einer Verbindung ausgebildet ist.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigen die 1 und 2 den
Hauptzylinder des ersten Ausführungsbeispiels.
Dies hat im Wesentlichen einen Zylinderkörper 1, einen Primärkolben 2,
der gleitfähig
in den Zylinderkörper 1 eingefügt ist und
einen Sekundärkolben 5,
der vor den Primärkolben 2 gleitfähig in den
Zylinderkörper 1 eingefügt ist (links in 1).
Eine erste Druckkammer 3 ist in dem Zylinderkörper 1 zwischen
dem Primär-
und Sekundärkolben 2 und 5 definiert.
Eine Rückstellfeder 4 für den Primärkolben 2 ist
in der Druckkammer 3 montiert. Eine zweite Druckkammer 6 ist
in dem Zylinderkörper 1 zwischen
dem Sekundärkolben 5 und
der vorderen Endwand des Zylinderkörpers 1 definiert.
Eine Rückstellfeder 7 für den Sekundärkolben 5 ist
in der zweiten Druckkammer 6 montiert. Bremsfluid in der
ersten und zweiten Druckkammer 3 und 6 wird jeweils
durch den Primär-
und Sekundärkolben 2 und 5 druckbeaufschlagt,
um Bremshydraulikdrücke
zu erzeugen. Der Primärkolben 2 und
der Sekundärkolben 5 haben jeweils
Kolbenöffnungen 8 und 9.
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In
dem Ausführungsbeispiel
hat der Zylinderkörper 1 eine
Vielzahl an separaten Elementen (d.h. einen Hauptabschnitt 1a,
eine Hülse 1b,
einen Deckel 1c und eine Führung 1d), die miteinander
verbunden sind, aber er kann auch ein einstückiges Element sein, wenn solch
ein einstückiger
Zylinderkörper
keine Probleme bei der Herstellung und bei der Montage verursacht.
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Primärmanschetten 13 und 15,
eine Sekundärmanschette 14 und
eine Druckmanschette 16 sind in Ringnuten gepasst, die
in der Innenperipherie des Zylinderkörpers 1 ausgebildet
sind. Die Primärmanschette 13 und
die Sekundärmanschette 14 sind in
Gleitkontakt mit dem Primärkolben 2,
wobei erstere die Außenperipherie
des Primärkolbens 2 abdichtet und
letztere als Dichtung zwischen dem Innenraum des Zylinderkörpers 1 und
der Atmosphäre
dient. Die Primärmanschette 15 und
die Druckmanschette 16 sind in Gleitkontakt mit dem Sekundärkolben 5,
wobei erstere die Außenperipherie
des Sekundärkolbens 5 abdichtet
und letztere als Abdichtung zwischen der ersten Druckkammer 3 und
dem Sammelbehälter 10 dient.
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Kanäle 17 und 18 sind
jeweils hinter (auf der rechten Seite in 1) den Primärmanschetten 13 und 15 ausgebildet.
Die Kanäle 17 und 18 sind
jeweils so angeordnet, dass sie mit den Kolbenöffnungen 8 und 9 in
Verbindung stehen, während
der Primärkolben 2 und
der Sekundärkolben 5 in
ihren ursprünglichen
Positionen sind, d.h. während
das Bremspedal nicht niedergedrückt
wird. Folglich steht in diesem Nichtbetriebszustand die erste Druckkammer 3 mit
dem Sammelbehälter 10 über die
Kolbenöffnung 8,
den Kanal 17 und den Kanal 19, der in dem Zylinderkörper 1 ausgebildet
ist, in Verbindung. Ähnlich
steht die zweite Druckkammer 6 mit dem Sammelbehälter 10 über die
Kolbenöffnung 9,
den Kanal 18 und den Kanal 20, der in dem Zylinderkörper 1 ausgebildet
ist, in Verbindung.
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Wie
in 2 dargestellt, weisen beide der Kolbenöffnungen 8 und 9 zwei Öffnungstypen
auf, d.h. erste Öffnungen 8a (9a),
welche die Verbindung zwischen der entsprechenden Druckkammer 3 oder 6 und
dem Sammelbehälter 10 sicherstellen
während die
Kolben 2 und 5 in ihren ursprünglichen Positionen sind, und
zweite Öffnungen 8b (9b),
durch welche während
der automatischen Bremssteuerung das Bremsfluid angesaugt wird.
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Bevorzugterweise
ist jeder der Kolben 2 und 5 mit 1 bis 2 ersten Öffnungen 8a (9a)
und ungefähr 10 bis 14 zweiten Öffnungen 8b (9b)
ausgebildet.
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In
einer Richtung senkrecht zur Achse der jeweiligen Kolben 2 und 5 dargestellt,
sind die zweiten Öffnungen 8b (9b)
vor den ersten Öffnungen 8a (9a) bezüglich der
Richtung, in der sich die Kolben 2 und 5 Vorwärtsbewegen,
vorgesehen, während
sie sich mit den ersten Öffnungen 8a (9a)
in der axialen Reichweite überlappen,
was durch den Buchstaben L in 2 gekennzeichnet
ist.
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Wenn
der Primärkolben 2 und
der Sekundärkolben 5 vorwärts bewegt
werden und dann schnell zurückkehren,
werden die Primärmanschetten 13 und 15 so
verformt, dass ihre radial äußeren Abschnitte
in 1 durch Unterdrücke, die in der ersten und
zweiten Druckkammer 3 und 6 erzeugt werden, nach
links gezogen werden, wodurch folglich Spalten zwischen den entsprechenden
Primärmanschetten 13 und 15 und
der Innenwand des Zylinderkörpers 1 ausgebildet
werden. Durch diese Spalten und Kanäle 21 und 22,
die in dem Zylinderkörper 1 ausgebildet sind,
kann Bremsfluid ruhig in die entsprechenden Druckkammern 3 und 6 gesaugt
werden.
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Wenn
die automatische Bremssteuerung, wie beispielsweise eine Fahrzeugstabilitätssteuerung
aktiviert wird, während
die Kolben 2 und 5 in ihren ursprünglichen
Positionen sind, kann Bremsfluid über die Kolbenöffnungen 8 und 9 ruhig
aus dem Sammelbehälter 10 in
die Druckkammern 3 und 6 und dann von den Druckkammern 3 und 6 über die Auslassöffnungen 11 und 12 zu
Hydraulikeinheiten zugeführt
werden. Bremsfluid kann zuverlässig
in die Druckkammer 3 und 6 zugeführt werden,
weil die Öffnungen 8a (9a)
hinter den Öffnungen 8b (9b)
vorgesehen sind und somit zuverlässig
mit den Kanälen 17 und 18 in
Verbindung stehen, wenn die Kolben 2 und 5 in
ihren ursprünglichen
Positionen sind.
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Wenn
das Bremspedal niedergedrückt
wird und sich der Primärkolben 2 und
der Sekundärkolben 5 vorwärts bewegen,
werden die zweiten Öffnungen 8b (9b),
die vor den ersten Öffnungen 8a (9a)
vorgesehen sind durch die Primärmanschetten 13 und 15 vor
den ersten Öffnungen 8a (9a)
geschlossen. Da die zweiten Öffnungen 8b (9b)
in viel größerer Anzahl vorgesehen
sind und somit die Querschnittsfläche der zweiten Öffnungen 8b (9b)
größer als
die der ersten Öffnungen 8a (9a)
ist, fühlt
der Fahrer, dass die Bremsen wirken, wenn die zweiten Öffnungen
geschlossen sind. Somit kann der Fahrer die Bremswirkung schneller
fühlen.
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Die 3 bis 9 zeigen
das zweite Ausführungsbeispiel.
Der Hauptzylinder des Ausführungsbeispiels
hat einen einstückigen
Zylinderkörper 1 und
hat somit einen viel einfacheren Aufbau als das erste Ausführungsbeispiel.
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Da
das zweite Ausführungsbeispiel
Elemente hat, die identisch oder ähnlich zu den Elementen des
ersten Ausführungsbeispiels
sind, werden diese Elemente durch identische Nummern gekennzeichnet
und deren Beschreibung weggelassen.
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Primärmanschetten 13 und 15,
eine Sekundärmanschette 14 und
eine Druckmanschette 16 sind in Ringnuten gepasst, die
in der Innenperipherie des Zylinderkörpers 1 ausgebildet
sind. Die Primärmanschette 13 und
die Sekundärmanschette 14 sind in
Gleitkontakt mit dem Primärkolben 2,
wobei erstere die Außenperipherie
des Primärkolbens 2 abdichtet und
letztere als eine Abdichtung zwischen dem Innenraum des Zylinderkörpers 1 und
der Atmosphäre dient.
Die Primärmanschette 15 und
die Druckmanschette 16 sind in Gleitkontakt mit dem Sekundärkolben 5,
wobei erstere die Außenperipherie
des Sekundärkolbens 5 abdichtet
und letztere als Abdichtung zwischen der ersten Druckkammer 3 und
dem Sammelbehälter 10 dient.
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Die
Rückwände (rechte
Seite in 3) der Primärmanschetten werden durch Ringwände 23 und 24 unterstützt, die
einstückig
mit dem Zylinderkörper 1 ausgebildet
sind.
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Die
Ringwände 23 und 24 haben
Innendurchmesser, die größer als
die Außendurchmesser des
Primärkolbens 2 und
des Sekundärkolbens 5 sind,
um Spalten zwischen den Ringwänden 23 und 24 und
den Primär-
und Sekundärkolben 2 und 5 auszubilden.
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Der
Primärkolben 2 und
der Sekundärkolben 5 sind
jeweils an ihren äußeren Umfängen mit
den Ringnuten 28 und 29 versehen, die mit der
ersten und zweiten Druckkammer 3 und 6 über Kolbenöffnungen 8 und 9 in
Verbindung stehen. Die Kolbenöffnungen 8 und 9 sind
im Wesentlichen identisch im Aufbau zu den Kolbenöffnungen 8 und 9 des
ersten Ausführungsbeispiels.
Das heisst, sie haben erste Öffnungen 8a (9a)
und zweite Öffnungen 8b (9b),
wie in 2 dargestellt. Allerdings sind in den 5 bis 9 nur
die ersten Öffnungen 8a (9a)
dargestellt.
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Während die
Kolben 2 und 5 in ihren ursprünglichen Positionen (Nichtbetriebspositionen) sind,
sind die Nuten 28 und 29 radial mit den entsprechenden
Ringwänden 23 und 24 ausgerichtet,
wobei Ringspalten C zwischen den Ringwänden 23 und 24 und
den Böden
der Ringnuten 28 und 29 definiert sind. Naturgemäß sind die
Ringspalten C größer als die
Spalten, die zwischen den Ringwänden 23 und 24 und
den Außenperipherieflächen der
Kolben 2 und 5 vorhanden sind, wenn die Kolben 2 und 5 nicht
in ihren ursprünglichen
Positionen sind.
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5 zeigt
die Ringspalte C, die zwischen der Ringwand 23 und dem
Boden der Ringnut 28 definiert ist, wenn der Kolben 2 in
seiner ursprünglichen Position
ist. Obwohl nicht dargestellt, ist die Ringspalte C, die zwischen
der Ringwand 24 und dem Boden der Ringnut 29 definiert
ist, exakt in der gleichen Form wie die dargestellte Spalte C.
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Hinter
(rechts) den entsprechenden Ringwänden 23 und 24 sind
Ringkanäle 25 und 26 in
dem Zylinderkörper 1 ausgebildet.
Wenn es erforderlich ist, Bremsfluid von dem Sammelbehälter 10 zur
ersten und zweiten Druckkammer 3 und 6 zuzuführen, beispielsweise
für das
automatische Bremsen, strömt
Bremsfluid durch die Kanäle 20, 19 und 27,
die in dem Zylinderkörper
ausgebildet sind, die Ringkanäle 25 und 26,
die Ringspalte C, die Ringnuten 28 und 29 und
die ersten Öffnungen 8a und 9a in
die entsprechenden Druckkammern 3 und 6.
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Wie
in 6 dargestellt, wenn der Primärkolben 2 vorwärts bewegt
wird bis die Hinterkante der Ringnut 28 mit der Hinterkante
der Primärmanschette 13 übereinstimmt,
sind die ersten Öffnungen 8a vollständig geschlossen
(die zweiten Öffnungen 8b sind
ebenfalls geschlossen), so dass die erste Druckkammer 3 von
dem Sammelbehälter 10 abgeschnitten
ist. Wenn folglich der Primärkolben 2 aus
dieser Position weiter vorwärts
bewegt wird, wird in der ersten Druckkammer 3 Bremshydraulikdruck
erzeugt. Ähnlich
wird Bremshydraulikdruck in der zweiten Druckkammer 6 in
exakt der gleichen Art und Weise wie vorstehend beschrieben erzeugt,
wenn der Sekundärkolben 5 vorwärts bewegt
wird.
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Wie
in 3 dargestellt, sind vor den entsprechenden Primärmanschetten 13 und 15 Nuten 30 und 31 in
der Innenfläche
des Zylinderkörpers 1 ausgebildet
(entlang welcher die Kolben 2 und 5 gleitfähig geführt werden).
Wenn die Kolben schnell zurückkehren,
kann Bremsfluid über
die Nuten 30 und 31 und die Spalten, die in Folge
der Verformung der Manschetten 13 und 15 durch
die Unterdrücke,
die in den Druckkammern 3 und 6 erzeugt werden,
um die Primärmanschetten 13 und 15 herum
ausgebildet werden, ruhig in die Druckkammern 3 und 6 strömen. 4 stellt
einen Querschnitt der Nuten 30 dar. Obwohl nicht dargestellt,
haben die Nuten 31 exakt den gleichen Querschnitt wie die
Nuten 30.
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Um
zu verhindern, dass sich die Kolben 2 und 5 relativ
zum Zylinderkörper 1 neigen
und die Manschetten abnutzen und um ein ruhiges Ansaugen des Hydraulikfluids
in die Druckkammern 3 und 6 zu erlauben, während die
Kolben 2 und 5 in ihren ursprünglichen Nichtbetriebspositionen
sind, hat die Ringspalte, die zwischen der Ringwand 23 und
der Außenperipherie
des Primärkolbens 2 definiert
ist und die Ringspalte, die zwischen der Ringwand 24 und
der Außenperipherie
des Sekundärkolbens 5 definiert
ist, bevorzugterweise eine Radialbreite von ungefähr 0,1 – 0,3 mm.
Die Tiefe der Ringnuten 28 und 29 (d.h. die Hälfte der
Differenz des Durchmessers zwischen den Außenperipherien der Kolben und
der Böden
der Nuten 28 und 29) wird gemäß der erforderlichen Größe der Ringnuten
C bestimmt. Aber wenn die Kolben eine verringerte Wanddicke aus Gründen der
Kompaktheit und/oder Gewichtsleichtigkeit haben, haben die Ringnuten 28 und 29 bevorzugterweise
eine Tiefe von ungefähr
0,1 – 0,3mm.
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Die
Hinterenden der Ringnuten 28 und 29 sind axial
um ein bestimmtes Ausmaß von
den Hinterenden der entsprechenden ersten Öffnungen 8a und 9a versetzt.
Aber bevorzugterweise haben die Ringnuten 28 und 29 ihre
Hinterenden mit den Hinterenden der ersten und zweiten Öffnungen 8a und 9a in
einer Radialrichtung der Kolben 2 und 5 ausgerichtet.
Die Ringnuten 28 und 29 können ihre Vorderenden radial
mit den Vorderenden der ersten Öffnungen 8a und 9a ausgerichtet
haben oder, wie in 7 dargestellt, axial von den
Vorderenden der ersten Öffnungen 8a und 9a versetzt
haben.
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Um
stabile Abdichteigenschaften der Primärmanschetten 13 und 15 aufrecht
zu erhalten, haben die Ringnuten 28 und 29 bevorzugterweise
eine Axialbreite W (5 und 7), die
kleiner ist als die Axialbreite W1 der Abschnitte der Manschetten 13 und 15,
die in Kontakt mit dem Kolben sind.
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Bevorzguterweise
haben die Ringnuten 28 und 29 geneigte vordere
und hintere Flächen,
die sich von deren vorderer und hinterer Kante erstrecken und zwar
in spitzen Winkeln α und β (5)
bzgl. der Außenperipherie
der Kolben 3 und 5. Die geneigten Flächen dienen
als Phasen und schützen
die Primärmanschetten.
Für den
gleichen Zweck können anstatt
des Ausbildens von geneigten Flächen,
die Ringnuten 28 und 29 einen bogenförmigen Axialabschnitt,
wie in 9 dargestellt, aufweisen. Aber die Ringnuten 28 und 29,
welche die vordere und hintere geneigte Fläche haben, haben eine größere Querschnittsfläche. Wie
in 8 dargestellt, können die vorderen und hinteren
geneigten Flächen
Stufen aufweisen.
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Das
Konzept der Erfindung ist nicht nur bei einem Tandemhauptzylinder
verwendbar, wie er vorstehend beschrieben wurde, sondern auch bei
einem Hauptzylinder mit einem einzigen Kolben.
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Somit
hat der erfindungsgemäße Hauptzylinder
einen Primärkolben
und einen Sekundärkolben, die
jeweils mit Kolbenöffnungen
ausgebildet sind, welche zwei verschiedene Arten an Öffnungen
aufweisen, d.h. erste Öffnungen
zum Sicherstellen der Verbindung zwischen einem Sammelbehälter und
einer Druckkammer des Hauptzylinders und zweite Öffnungen, durch welche Bremsfluid
während
der automatischen Bremssteuerung von dem Sammelbehälter angesaugt
wird. Die zweiten Öffnungen
sind in größerer Anzahl
als die ersten Öffnungen
vorgesehen und sind vor den ersten Öffnungen positioniert, so dass
die zweiten Öffnungen
durch Primärmanschetten,
die an der Innenwand des Zylinderkörpers so vorgesehen sind, dass
sie in Gleitkontakt mit dem entsprechenden Kolben sind, vor den
ersten Öffnungen
geschlossen werden, wenn der entsprechende Kolben vorwärts bewegt
wird. Eine Ringwand mit einem größeren Innendurchmesser
als der Außendurchmesser
der Kolben ist an der Innenwand des Zylinderkörpers ausgebildet, um die Rückseite
jeder Primärmanschette
zu unterstützen.
Eine Ringnut ist in jedem Kolben ausgebildet, so dass sie mit den
ersten Öffnungen
in Verbindung steht. Die Ringnut ist bevorzugterweise so angeordnet,
dass sie radial der Ringwand gegenüberliegt, wenn die Kolben in
einer Nichtbetriebsposition angeordnet sind.