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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hauptzylinder, der in einem hydraulischen Fahrzeugbremssystem verwendet wird, und insbesondere auf einen Hauptzylinder, der einen Kolben hat, der mit den Innenumfangsflächen von in einem Zylinderkörper gehaltenen Manschetten in Gleitkontakt ist, um Bremsfluid in einer in dem Zylinderkörper definierten Druckkammer mit Druck zu beaufschlagen. (Ein solcher Hauptzylinder wird im weiteren Verlauf als Hauptzylinder der Manschettenführungsbauweise bezeichnet.)
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Viele der heutzutage üblichen hydraulischen Fahrzeugbremssysteme haben eine oder mehrere automatische Bremssteuerfunktionen, die durch eine elektronische Steuereinheit initiiert werden, während das Bremspedal nicht niedergedrückt wird, wie z. B. eine Fahrzeugstabilitätssteuerfunktion.
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Die
JP 2000-071969 A offenbart einen Hauptzylinder der Manschettenführungsbauweise, der in dieser Bauweise von hydraulischen Bremssystemen verwendet wird.
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Der in dieser Offenlegungsschrift offenbarte Hauptzylinder hat einen Abstandshalter, der zwischen einer den Kolben umgebenden Primärmanschette und einer hinter der Primärmanschette vorgesehenen Führung angeordnet ist. Hinter dem Abstandshalter ist eine Nut ausgebildet, durch die Bremsfluid von einem Behälter in eine Bremskammer des Hauptzylinders zugeführt wird.
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Es ist notwendig, dass ein Hauptzylinder der Manschettenführungsbauweise, der für eine automatische Bremssteuerung verwendet wird, in der Lage ist, ein Bremsfluid problemlos von dem Behälter in die Druckkammer zu saugen, und zwar nicht nur dann, wenn der Kolben auf seine ursprüngliche nicht betätigte Stellung zurückkehrt, nachdem er vorgerückt wurde, sondern auch während der automatischen Bremssteuerung.
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Um diese beiden Erfordernisse zu erfüllen, müssen Kolbenöffnungen (in dem Kolben ausgebildete Öffnungen), durch die die Druckkammer mit dem Behälter in Verbindung ist, so nah wie möglich an der Primärmanschette positioniert sein, wenn das Bremspedal nicht betätigt ist und der Kolben in seiner ursprünglichen nicht betätigten Stellung ist. Zu diesem Zweck muss der vorstehend erwähnte Abstandshalter so dünn wie möglich sein.
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Wenn der Kolben zurückkehrt, wird Bremsfluid von dem Behälter durch einen um die Primärmanschette herum definierten Spalt in die Druckkammer gesogen, da die Primärmanschette unter dem in der Druckkammer erzeugten Unterdruck verformt wird. Während der automatischen Bremssteuerung, wird Bremsfluid durch die Kolbenöffnungen in die Druckkammer gesogen.
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Bei der Anordnung aus der vorstehend genannten Japanischen Patentoffenlegungsschrift neigt der Hydraulikdruck dazu, durch die Primärmanschette auf den Abstandshalter zu wirken. Der Abstandshalter neigt somit dazu, großen Spannungen ausgesetzt zu sein, die ein vorzeitiges Ermüdungsversagen des Abstandshalters verursachen können.
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Um das Bremsfluid während der automatischen Bremssteuerung weiterhin problemlos von dem Behälter in die Druckkammer saugen zu können, muss die Rückseite des Abstandshalters näher an den Kolbenöffnungen positioniert sein. Zu diesem Zweck muss die Dicke des Abstandshalters weiter reduziert werden. Dies ist jedoch schwierig, da die Nut hinter dem Abstandshalter ausgebildet ist, so dass der Abstandshalter durch eine Vielzahl von Rippen gestützt werden muss. Wenn die Dicke eines solchen Abstandshalter weiter reduziert wird, wird seine Festigkeit unzureichend.
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Da ferner zwischen dem Abstandshalter und dem Zylinderkörper und zwischen dem Abstandshalter und dem Kolben Spalten in Durchmesserrichtung existieren, neigt der Abstandshalter dazu, sich radial zu bewegen, so dass er zu dem Zylinderkörper exzentrisch ist. Dies führt zu einem ungleichmäßigen Fluss des Bremsfluids durch diese Spalten. Insbesondere dann, wenn der Kolben auf seine Ausgangsstellung zurückkehrt, kann das Bremsfluid nicht problemlos durch den um die Primärmanschette definierten Spalt in die Druckkammer strömen. Während sich der Kolben in seiner Ausgangsstellung befindet kann das Bremsfluid nicht problemlos durch den Abstandshalter und den Kolben definierten Spalt und durch die Kolbenöffnungen in die Druckkammer strömen.
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Ferner neigen die Spalten zwischen dem Abstandshalter und dem Zylinderkörper und zwischen dem Abstandshalter und dem Kolben in Folge der exzentrischen Bewegungen des Abstandshalters mit Bezug auf den Zylinderkörper dazu, lokal in ihrer radialen Abmessung größer zu werden. Unter hydraulischem Druck kann sich die Primärmanschette in einen solchen radial ausdehnenden Abschnitt einer der Spalten verkeilen und beschädigt werden.
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Der Abstandshalter und die Führung müssen in Lage gehalten werden, indem nach der Montage des Abstandshalters und der Führung eine Abdeckung angeschraubt wird. Somit ist dieser Hauptzylinder in seinem Aufbau kompliziert und benötigt eine große Anzahl von Zusammenbauschritten.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Hauptzylinder der vorstehend erwähnten Bauweise zu schaffen, der frei von jeglichen vorstehend erwähnten Problemen ist, insbesondere einen Hauptzylinder, der im Aufbau einfach aber zuverlässig ist, und der während dem Zurückkehren des Kolbens und während der automatischen Bremssteuerung ein problemloses Ansaugen von Bremsfluid in die Druckkammer sicherstellt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Hauptzylinder mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Hauptzylinder hat einen Zylinderkörper, eine an einem Innenumfang des Zylinderkörpers gestützte Primärmanschette und einen Kolben, der so in den Zylinderkörper eingesetzt ist, dass er mit einem Innenumfang der Primärmanschette in Gleitkontakt ist, wobei die Primärmanschette in eine ringförmige Manschettenaufnahmenut gepasst ist, die in dem Innenumfang des Zylinderkörpers ausgebildet ist, wobei der Kolben eine Druckkammer in dem Zylinderkörper definiert, wobei der Zylinderkörper einstückig mit einer ringförmigen Wand ausgebildet ist, die mit Bezug auf die druckaufbauende Betätigungsrichtung des Kolbens hinter der Primärmanschettenaufnahmennut liegt. Hinter der ringförmigen Wand ist zwischen dem Innenumfang des Zylinderkörpers und dem Kolben ein Verbindungsdurchlass definiert, der dazu angepasst ist, mit einem Behälter in Verbindung zu stehen. Die ringförmige Wand hat einen Innendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser eines mit dem Kolben in Gleitkontakt stehenden Abschnitts des Zylinderkörpers ist, um einen ringförmigen Durchlass zwischen der ringförmigen Wand und dem Kolben zu definieren. Der Verbindungsdurchlass hat eine größere radiale Abmessung als jene des ringförmigen Durchlasses und ist mit dem ringförmigen Durchlass in Verbindung.
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Da die ringförmige Wand, die den Druck von der Primärmanschette aufnimmt, einstückig mit dem Zylinderkörper ist, ist ihre Festigkeit hoch genug.
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Der zwischen der ringförmigen Wand und dem Kolben definierte ringförmige Durchlass stellt ein problemloses Ansaugen des Bremsfluids in die Druckkammer sowohl durch den zwischen der Manschette und dem Kolben ausgebildete Spalt während dem Rückstellen des Kolbens als auch durch die Kolbenöffnungen während der automatischen Bremssteuerung sicher.
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Der Hauptzylinder der vorliegenden Erfindung erfüllt alle erforderlichen Funktionen bei einer geringeren Komponentenanzahl. Eine Spanabhebende Bearbeitung und der Zusammenbau sind daher einfach und die Produktivität ist hoch.
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Bevorzugterweise hat die ringförmige Wand eine Dicke, die in einer Radialrichtung des Zylinderkörpers nach außen allmählich zunimmt. Mit dieser Anordnung nimmt die Querschnittsfläche des ringförmigen Durchlasses zu, wodurch eine Verbindung zwischen dem ringförmigen Durchlass und den Kolbenöffnungen sichergestellt ist. Die ringförmige Wand wird zudem weiter ausgesteift.
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Bevorzugterweise hat die ringförmige Wand eine Abfasung, die entlang zumindest einer ihrer radial innenliegenden vorderen und hinteren Ecken vorgesehen ist, wobei die Abfasung einen Krümmungsradius hat. Insbesondere durch Ausbilden einer solchen Abfasung entlang der innenliegenden vorderen Ecke der ringförmigen Wand wird die Manschette sich nie zwischen dieser Ecke und dem Kolben verkeilen und somit wird die Manschette nie beschädigt werden. Die entlang der innenliegenden hinteren Kante der ringförmigen Wand ausgebildete Abfasung wird dazu dienen, die Querschnittsfläche des ringförmigen Durchlasses weiter zu vergrößern.
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Bevorzugterweise ist der Kolben vor der Primärmanschette und hinter der ringförmigen Wand mit dem Innenumfang des Zylinderkörpers in Gleitkontakt. Mit dieser Anordnung wird der Kolben präzise koaxial zu der axialen Wand gehalten, wodurch eine konstante Abmessung des ringförmigen Durchlasses beibehalten wird, welches wiederum einen problemlosen Fluss des Bremsfluids dorthin durch sicherstellt. Außerdem wird eine Beschädigung der Primärmanschette verhindert.
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Bevorzugterweise ist der Kolben mit Kolbenöffnungen versehen, durch welche die Druckkammer mit dem Verbindungsdurchlass in Verbindung ist, wobei die Kolbenöffnungen benachbart zu der ringförmigen Wand positioniert sind.
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Bevorzugterweise ist der Zylinderkörper an seinem Innenumfang, der vor der Primärmanschette mit dem Kolben in Gleitkontakt ist, mit einer Vielzahl von axialen Nuten versehen, durch welche die die Manschette aufnehmende Nut mit der Druckkammer in Verbindung ist, wobei die gesamte Querschnittsfläche der axialen Nuten gleich oder größer als die Querschnittsfläche des ringförmigen Durchlasses ist. Wenn der Kolben zurückkehrt, strömt das Bremsfluid problemlos durch den zwischen der Manschette und dem Kolben ausgebildeten Spalt infolge der Verformung der Manschette hindurch und strömt dann durch die vorstehend erwähnte Vielzahl axialer Nuten in die Druckkammer. Dies stellt ein problemloses Rückkehren des Kolbens sicher.
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Bevorzugterweise haben die axialen Nuten einen bogenförmigen Querschnitt, so dass sie auf einfache Weise beispielsweise mit einem Drehwerkzeug ausgebildet werden können.
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In dem Fall eines Tandemhauptzylinders, bezieht sich der beanspruchte Kolben sowohl auf den Primärkolben als auch auf den Sekundärkolben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:
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1 eine Schnittansicht eines die vorliegende Erfindung verkörpernden Hauptzylinders ist;
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2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II aus 1 ist; und
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3 eine vergrößerte Teilansicht des in 1 gezeigten Hauptzylinders ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 hat der die vorliegende Erfindung verkörpernde Hauptzylinder im Wesentlichen einen Zylinderkörper 1, einen in den Zylinderkörper 1 verschieblich eingesetzten Primärkolben 2 und einen in den Zylinderkörper 1 vor dem Primärkolben 2 (in 1 links) verschieblich eingesetzten Sekundärkolben 5. In dem Zylinderkörper 1 ist zwischen dem Primärkolben 2 und dem Sekundärkolben 5 eine erste Druckkammer 3 definiert. In der ersten Druckkammer 3 ist eine Rückstellfeder 4 für den Primärkolben 2 montiert. Zwischen dem Sekundärkolben 5 und der vorderen Endwand des Zylinderkörpers 1 ist in dem Zylinderkörper 1 eine zweite Druckkammer 6 definiert. Eine Rückstellfeder 7 für den Sekundärkolben 5 ist in der zweiten Druckkammer 6 montiert. Bremsfluide in der ersten und der zweiten Druckkammer 3 und 6 werden durch den Primärkolben 2 bzw. den Sekundärkolben 5 mit Druck beaufschlagt, um die hydraulischen Bremsdrücke zu erzeugen. Der Primärkolben 2 und der Sekundärkolben 5 haben eine Vielzahl von Kolbenöffnungen 8 bzw. 9, die in Umfangsrichtung bei vorbestimmten Winkelintervallen angeordnet sind.
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Primärmanschetten 13 und 15, eine Sekundärmanschette 14 und eine Druckmanschette 16 sind in ringförmige Nuten gepasst, die in dem Innenumfang des Zylinderkörpers 1 ausgebildet sind. Die Primärmanschette 13 und die Sekundärmanschette 14 sind mit dem Primärkolben 2 in Gleitkontakt, wobei die erstgenannte den Außenumfang des Primärkolbens 2 dichtet und die zweitgenannte als eine Dichtung zwischen dem Inneren des Zylinderkörpers 1 und der Umgebung dient. Die Primärmanschette 15 und die Druckmanschette 16 sind mit dem Sekundärkolben 5 in Gleitkontakt, wobei die erstgenannte den Außenumfang des Sekundärkolbens 5 dichtet und die zweitgenannten als eine Dichtung zwischen der ersten Druckkammer 3 und einem Behälter 10 dient.
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Ringförmige Wände 17 und 18 sind einstückig an dem Innenumfang des Zylinderkörpers 1 ausgebildet, um die Rücken (rechten Enden in 1) der Primärmanschetten 13 bzw. 15 zu stützen.
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Wie in 3 gezeigt ist, haben die ringförmigen Wände 17 und 18 einen Innendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser des Zylinderkörpers 1 ist, um ringförmige Durchlässe 19 und 20 zwischen der ringförmigen Wand 17 und dem Primärkolben 2 bzw. zwischen der ringförmigen Wand 18 und dem Sekundärkolben 5 zu definieren. Bei den ringförmigen Wänden 17 und 18 sind deren radial innenliegenden vorderen und hinteren Kanten durch Abfasungen 21 mit einem kleinen Krümmungsradius R entfernt.
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Hinter der ringförmigen Wand 17 ist zwischen der Innenwand des Zylinderkörpers 1 und dem Primärkolben 2 ein ringförmiger Durchlass 30 mit einer größeren radialen Abmessung als der des ringförmigen Durchlasses 19 definiert. Hinter der ringförmigen Wand 18 ist zwischen der Innenwand des Zylinderkörpers 1 und dem Sekundärkolben 5 ein ringförmiger Durchlass 23 mit einer größeren radialen Abmessung als der des ringförmigen Durchlasses 20 definiert. Die ringförmigen Durchlässe 19 und 20 sind jeweils durch ringförmige Durchlässe 30 und durch Durchlässe 22, 24 und 25, die in dem Zylinderkörper 1 ausgebildet sind, mit einem Behälter 10 in Verbindung.
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Die Kolbenöffnungen 8 und 9 sind so positioniert, dass sie im Wesentlichen an den ringförmigen Wänden 17 bzw. 18 in einer Radialrichtung ausgerichtet sind, wenn der Hauptzylinder nicht betätigt ist.
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Die ringförmigen Wände 17 und 18 haben ihre Rückflächen 17a und 18a mit Bezug auf die Radialrichtung des Zylinderkörpers 1 geneigt, so dass ihre Dicke allmählich in Radialrichtung nach außen zunimmt. Die geneigten Rückflächen 17a und 18a dienen dazu, die Querschnittsfläche des jeweiligen ringförmigen Durchlasses 19 und 20 an deren mit dem Behälter 10 in Verbindung stehenden Enden zu vergrößern. Somit kann Bremsfluid problemloser durch die ringförmigen Durchlässe 19 und 20 hindurch stromen. Die geneigten Rückflächen 17a und 18a dienen zudem dazu, die jeweiligen ringförmigen Wände 17 und 18 zu stabilisieren, so dass die ringförmigen Wände 17 und 18 einem höheren Druck standhalten können. Der Primärkolben 2 ist mit Führungsabschnitten 40 und 41 in Gleitkontakt und dadurch geführt. Der Sekundärkolben 5 ist mit Führungsabschnitten 42 und 43 in Gleitkontakt und dadurch geführt. In dem Ausführungsbeispiel ist an dem Zylinderkörper 1 an dessen hinter der Druckmanschette 16 gelegenen Abschnitt kein Führungsabschnitt ausgebildet. Jedoch kann an diesem Abschnitt ein den Führungsabschnitten 41 und 43 ähnlicher Führungsabschnitt ausgebildet sein.
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Vor den jeweiligen Primärmanschetten 13 und 15 sind eine Vielzahl an axialer Nuten 26 und 27, die einen bogenförmigen Querschnitt haben, in der Innenwand des Zylinderkörpers 1 ausgebildet, durch welche die Nuten, in denen die jeweiligen Primärmanschetten 13 und 15 aufgenommen sind, mit der ersten Druckkammer 3 bzw. der zweiten Druckkammer 6 in Verbindung sind. 2 zeigt die Querschnitte der Nuten 26. Die Nuten 27 haben genau die gleichen Querschnitte wie die Nuten 26.
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Die Gesamtquerschnittsfläche beider Nuten 26 und 27 ist gleich oder größer als die Querschnittsfläche jedes ringförmigen Durchlasses 19 und 20, so dass Bremsfluid, das die ringförmigen Durchmesser 19 und 20 passiert hat, problemlos in die erste Druckkammer 3 und die zweite Druckkammer 6 strömen kann.
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Die radiale Abmessung der ringförmigen Durchlässe 19 und 20 (Abstand zwischen den jeweiligen Kolben und den ringförmigen Wänden) beträgt in Hinsicht auf die Dauerhaftigkeit und die Betätigungscharakteristiken des Hauptzylinders bevorzugterweise 0,2–0,4 mm.
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Wenn der Primärkolben 2 und der Sekundärkolben 5 als ein Ergebnis beispielsweise des Lösens des Bremspedals von ihren vorgerückten Stellungen schnell auf ihre Ausgangsstellungen zurückkehren, wird in den Druckkammern 3 und 5 ein Unterdruck erzeugt. Somit werden die radialen inneren Abschnitte der Primärmanschetten 13 und 15 infolge des Unterschieds zwischen dem auf der Vorderseite der Manschetten 13 und 15 wirkenden Druck und dem auf die Rückseiten davon wirkenden Druck auf so eine Weise verformt, dass zwischen den Manschetten und den Kolben Spalten ausgebildet werden. Somit kann Bremsfluid durch diese Spalten und durch die Nuten 26 und 27 problemlos in die erste Druckkammer 3 und in die zweite Druckkammer 6 gesogen werden. Dies stellt ein problemloses Rückkehren des Primärkolbens 2 und des Sekundärkolbens 5 sicher und verbessert somit das Antwortverhalten auf das Lösen oder ein schnelles Rückkehren des Bremspedals.
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Andererseits wird, wenn eine automatische Bremssteuerung, wie z. B. eine Fahrzeugstabilitätssteuerung, aktiviert ist, während der Hauptzylinder nicht betätigt wird, und wenn eine an die Ausgangsöffnungen 11 und 12 angeschlossene hydraulische Einheit die Zufuhren von Bremsfluid benötigt, das Bremsfluid durch die ringförmigen Durchlässe 19 und 20 und die Kolbenöffnungen 8 und 9 in die erste Druckkammer 3 und die zweite Druckkammer 6 und dann zu der hydraulischen Einheit strömen. Da die mit dem Behälter 10 in Verbindung stehenden Enden der ringförmigen Durchlässe 19 und 20 durch die geneigten Rückflächen 17a und 18a der ringförmigen Wände 17 und 18 eine vergrößerte Querschnittsfläche haben, kann das Bremsfluid problemlos zu der hydraulischen Einheit zugeführt werden. Somit kann eine automatische Bremssteuerung mit einer guten Antwortgeschwindigkeit ausgeführt werden.
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Ferner stellen die geneigten Rückflächen 17a und 18a sicher, dass die ringförmigen Durchlässe 19 und 20 mit den Kolbenöffnungen 8 und 9 in Verbindung sind, wenn der Hauptzylinder nicht betätigt ist, und außerdem dienen sie dazu, die ringförmigen Wände 17 und 18 zu stabilisieren, indem ihre Dicke in radial nach außen zeigender Richtung allmählich zunimmt.
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Die entlang der radial innenliegenden vorderen und hinteren Kanten der ringförmigen Wände ausgebildeten bogenförmigen Abfasungen dienen dazu, eine Beschädigung der Primärmanschetten zu verhindern und sie vergrößern die Querschnittsflächen der ringförmigen Durchlässe an deren vorderen und hinteren Abschnitten.
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Da die Nuten 26 und 27 bogenförmige Querschnitte haben, können sie auf einfache Weise beispielsweise mit einem Drehwerkzeug ausgebildet werden.
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Der Hauptzylinder der vorliegenden Erfindung erfüllt alle erforderlichen Funktionen bei einer kleineren Komponentenanzahl. Daher sind eine spanabhebende Bearbeitung und der Zusammenbau davon einfacher und die Produktivität ist hoch.
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Ein Hauptzylinder hat einen Zylinderkörper, an dem Innenumfang des Zylinderkörpers gestützte Primärmanschetten und einen Primärkolben und einen Sekundärkolben, die in den Zylinderkörper eingesetzt sind, so dass sie mit den jeweiligen Primärmanschetten in Gleitkontakt sind. Der Zylinderkörper ist einstückig mit ringförmigen Wänden hinter den jeweiligen Primärmanschetten ausgebildet. Die ringförmigen Wände haben einen Innendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser des Zylinderkörpers ist, um ringförmige Durchlässe zwischen den ringförmigen Wänden und den zugehörigen Kolben zu definieren. Verbindungsdurchlasse mit einer größeren radialen Abmessung als jene der ringförmigen Durchlässe sind hinter den jeweiligen ringförmigen Wänden zwischen dem Innenumfang des Zylinderkörpers und den jeweiligen Kolben definiert, so dass sie mit einem Behälter in Verbindung stehen. Während der Hauptzylinder nicht betätigt ist, sind die in den jeweiligen Kolben ausgebildeten Kolbenöffnungen durch die jeweiligen ringförmigen Durchlässe und Verbindungsdurchlässe mit dem Behälter in Verbindung. Somit kann Bremsfluid problemlos in die jeweiligen Druckkammern sowohl während einem Rückstellhub des Kolbens als auch während einer automatischen Bremssteuerung, wie z. B. einer Fahrzeugsstabilitätssteuerung, gesogen werden.
