DE102004059142B3

DE102004059142B3 - Hauptzylinder mit hebelbetätigtem Zentralventil

Info

Publication number: DE102004059142B3
Application number: DE200410059142
Authority: DE
Inventors: Heinrich Plewnia
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2024-12-09

Abstract

Ein Hauptzylinder (10) für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem hat ein Gehäuse (12) mit einer darin ausgebildeten Bohrung (14), in der mittels eines in der Bohrung (14) abdichtend und gleitend verschiebbar aufgenommenen Kolbens (16) eine Druckkammer (22) für Hydraulikfluid begrenzt ist. In dem Kolben (16) ist ein Ventil (28) angeordnet, das in seiner Offenstellung einen Zu- bzw. Abfluss von Hydraulikfluid in die bzw. aus der Druckkammer (22) erlaubt und in seiner Schließstellung die Druckkammer (22) absperrt. In einer Ausgangsstellung des Kolbens (16) wird das Ventil (28) durch Zusammenwirken mit einem Anschlag (44) zwangsweise in der Offenstellung gehalten. Zur Verbesserung der Öffnungs- bzw. Schließcharakteristik des Ventils (28) ist in der Bohrung (14) zwischen dem Kolben (16) und dem Anschlag (44) ein Hebelgetriebe (46) angeordnet, das bei einer Rückverschiebung des Kolbens (16) in seine Ausgangsstellung einen Rückhub des Kolbens (16) auf das Ventil (28) überträgt und es dadurch in seine Offenstellung steuert, wobei der von dem Hebelgetriebe (46) auf das Ventil (28) ausgeübte Betätigungsweg größer als der entsprechende Rückhub des Kolbens (16) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem, mit einem Gehäuse und einer darin ausgebildeten Bohrung, in der mittels eines in der Bohrung abdichtend und gleitend verschiebbar aufgenommenen Kolbens eine Druckkammer für Hydraulikfluid begrenzt ist, und einem in dem Kolben angeordneten Ventil, das in seiner Offenstellung einen Zu- bzw. Abfluss von Hydraulikfluid in die bzw. aus der Druckkammer erlaubt und in seiner Schließstellung die Druckkammer absperrt und das in einer Ausgangsstellung des Kolbens durch Zusammenwirken mit einem Anschlag zwangsweise in der Offenstellung gehalten wird.

Hauptzylinder dieser Art sind allgemein bekannt, beispielsweise aus der DE 42 41 786 A1 , und dienen dazu, durch eine Verschiebung des Kolbens aus seiner Ausgangsstellung, hervorgerufen beispielsweise durch das Niedertreten eines Bremspedals, in der Druckkammer einen Hydraulikdruck zu erzeugen, der zu Radbremsen des Fahrzeugbremssystems geleitet wird und dort zum Anlegen von Reibgliedern an abzubremsende Bauteile wie etwa Bremsscheiben führt.

Unter anderem aufgrund des mit der Zeit an den Reibgliedern einer Radbremse auftretenden Verschleißes muss die Möglichkeit gegeben sein, das Flüssigkeitsvolumen der Druckkammer oder der Druckkammern eines Hauptzylinders anzupassen, d.h. in Abhängigkeit des Verschleißzustandes der Reibglieder mehr oder weniger Fluidvolumen in der Druckkammer bereitzustellen. Eine Möglichkeit zur Erreichung dieses Ziels ist ein sogenanntes Zentralventil, das im Kolben des Hauptzylinders angeordnet ist und in seiner Offenstellung einen Zu- bzw. Abstrom von Hydraulikfluid in die Druckkammer hinein bzw. aus der Druckkammer heraus ermöglicht. In der Regel wird ein solches Zentralventil in der Ausgangsstellung des Kolbens, d.h. bei unbetätigtem Hauptrylinder, zwangsweise offen gehalten, um den erwähnten Flüssigkeitsausgleich zuzulassen. Ersichtlich muss das Zentralventil jedoch schließen, um einen Druckaufbau in der Druckkammer des Hauptzylinders zu gestatten. Der Weg des Kolbens, den dieser in Betätigungsrichtung zurücklegen muss, bis das Zentralventil geschlossen ist, wird als Leerweg bezeichnet. Damit das Bremssystem bei einer Betätigung schnell anspricht, soll der Leerweg möglichst klein sein.

Moderne Fahrzeugbremssysteme sind häufig mit einer elektronisch gesteuerten Bremsdruckregeleinrichtung ausgestattet, beispielsweise in Gestalt eines Antiblo ckiersystems, einer Antriebsschlupfregelung oder auch einer Fahrdynamikregelung, die in der Regel eine eigene Druckpumpe umfasst, damit unabhängig von einer durch den Fahrer erfolgenden Betätigung des Hauptzylinders Bremsdruck aufgebaut und mit dem erzeugten Bremsdruck automatische Bremsenbetätigungen durchgeführt werden können, z.B. um im Rahmen einer Antriebsschlupfregelung ein durchdrehendes Antriebsrad abzubremsen oder im Rahmen einer Fahrdynamikregelung gezielt bestimmte Räder anzubremsen, um ein Ausbrechen des Fahrzeugs zu verhindern. Zur Durchführung solcher automatischen Bremsenbetätigungen muss der Druckpumpe ein Hydraulikfluidvolumen aus einem Hydraulikfluidvorratsbehälter, der mit dem Hauptzylinder in Fluidverbindung steht, zugeführt werden. Um eine separate, unmittelbare Flüssigkeitsverbindung zwischen diesem Hydraulikfluidvorratsbehälter und der Druckpumpe überflüssig zu machen, saugt die Druckpumpe das benötigte Fluidvolumen aus der Druckkammer des Hauptzylinders, genauer aus den von der Druckkammer zu den Radbremsen führenden Hydraulikleitungen an. Dies ist möglich, weil sich bei einem vom Fahrer nicht betätigten Hauptzylinder der Kolben in seiner Ausgangsstellung befindet, in der das Zentralventil zwangsweise offen gehalten wird, so dass in diesem Zustand zwischen der Druckkammer und dem Hydraulikfluidvorratsbehälter eine flüssigkeitsleitende Verbindung besteht. Damit die Druckpumpe insbesondere bei niedrigen Temperaturen, bei denen das Hydraulikfluid zähflüssiger wird, das benötigte Hydraulikfluidvolumen gut ansaugen kann, ist ein ausreichend großer Öffnungsquerschnitt des Zentralventils wünschenswert. Diese Forderung steht aufgrund des dafür erforderlichen größeren Öffnungshubs des Zentralventils der zuvor erwähnten Forderung nach einem möglichst geringen Leerweg bis zum Schließen des Zentralventils entgegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Hauptzylinder anzugeben, der sich bei seiner Betätigung durch einen geringen Leerweg bis zum Schließen des Zentralventils auszeichnet und bei dem darüber hinaus das Zentralventil einen geringen Durchströmungswiderstand hat, um ein einwandfreies Ansaugen von Hydraulikfluid aus der Druckkammer heraus auch bei niedrigen Temperaturen sicherzustellen.

Ausgehend von dem eingangs genannten, gattungsgemäßen Hauptzylinder ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Bohrung des Hauptzylinders zwischen dem Kolben und dem Anschlag ein Hebelgetriebe angeordnet ist, das bei einer Rückverschiebung des Kolbens in seine Ausgangsstellung einen Rückhub des Kolbens auf das Ventil überträgt und es dadurch in seine Offenstellung steuert, wobei der von dem Hebelgetriebe auf das Ventil ausgeübte Betätigungsweg größer als der entsprechende Rückhub des Kolbens ist. Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Hauptzylinder bei einem gegenüber bekannten Hauptzylindern unveränderten Leerweg einen größeren Öffnungshub des Zentralventils und damit einen vergrößerten Öffnungsquerschnitt desselben bieten. Falls gewünscht, kann der erfindungsgemäße Hauptzylinder aber auch bei im Vergleich zu bekannten Hauptzylindern unverändertem Öffnungsquerschnitt des Zentralventils einen verringerten Leerweg bis zum Schließen des Zentralventils und damit ein verbessertes Ansprechverhalten aufweisen. Selbstverständlich lassen sich beide Vorteile auch kombinieren, d.h. ein erfindungsgemäßer Hauptzylinder kann bei geeigneter Auslegung sowohl ein gegenüber herkömmlichen Hauptzylindern verbessertes Ansprechverhalten haben, d.h. einen verringerten Leerweg aufweisen, als auch ein Zentralventil mit gegenüber herkömmlichen Hauptzylindern vergrößertem Öffnungshub bieten.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hauptzylinders hat das Hebelgetriebe einen ersten Drehpunkt zum Zusammenwirken mit dem Kolben und einen zweiten Drehpunkt zum Zusammenwirken mit dem Anschlag. Beide Drehpunkte können sich im Betrieb des Hebelgetriebes relativ zu einer Auflagefläche translatorisch verschieben, es kann aber auch ein Drehpunkt feststehend ausgebildet sein, so dass sich im Betrieb nur der andere Drehpunkt translatorisch verschiebt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Hebelgetriebe ein ringförmiges Element mit einem sich quer dazu erstreckenden Betätigungsstift, der auf einen Betätigungsfortsatz eines Ventilgliedes des Ventils einwirkt. Dabei kann der Betätigungsstift bezüglich des ringförmigen Elements zentrisch oder auch exzentrisch angeordnet sein. Bei einer zentrischen Anordnung ist die sich im Betrieb eines solchermaßen ausgestalteten Hebelgetriebes an der Kontaktstelle ergebende Translationsbewegung quer zur Betätigungsrichtung kleiner, bei einer exzentrischen Anordnung hingegen kann der für die Übersetzung des Hebelgetriebes maßgebliche zweite Hebelarm frei und damit innerhalb der vorgegebenen Abmessungen größer gewählt werden.

Vorzugsweise ist das als ringförmiges Element ausgestaltete Hebelgetriebe auf einem Fortsatz des Kolbens gelagert. Der Fortsatz kann einen kleineren Durchmesser als der Kolben aufweisen, um das Hebelgetriebe platzsparend in der Bohrung des Hauptzylinders unterbringen zu können.

Bei einem als ringförmiges Element ausgestalteten Hebelgetriebe dient als Anschlag vorzugsweise eine in der Bohrung des Hauptzylinders aufgenommene Ringscheibe.

Das ringförmige Element stützt sich dann im Betrieb mit seinem ersten Drehpunkt am Kolben und mit einem Paar zweiter Drehpunkte an der Ringscheibe ab.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Hebelgetriebe ein näherungsweise bumerangförmiger Hebel, der an seinem ersten Drehpunkt mit dem Kolben verbunden ist. Ein zweiter Drehpunkt stützt sich an einem quer durch die Bohrung des Hauptzylindergehäuses erstreckenden Anschlagstift ab, während ein freies Ende des solchermaßen ausgestalteten Hebelgetriebes auf einen Betätigungsfortsatz eines Ventilgliedes des Ventils einwirkt. Vorzugsweise ist das freie Ende des Hebels abgerundet, um im Betrieb des Hebelgetriebes eine quer zur Betätigungsrichtung erfolgende Relativverschiebung zwischen dem freien Ende und der Kontaktfläche des Betätigungsfortsatzes des Ventilgliedes zu ermöglichen. Auch eine solche Ausführungsform eines Hebelgetriebes lässt sich platzsparend in der Bohrung des Hauptzylinders anordnen.

Beide vorgenannten Ausführungsbeispiele sind durch ihren einfachen Aufbau kostengünstig realisierbar und bieten eine hohe Funktionssicherheit. In einem Hauptzylinder mit zwei hintereinander angeordneten Druckkammern und zwei Kolben, von denen jeweils einer mit einer Druckkammer zusammenwirkt, können die beiden genannten Ausführungsbeispiele ohne weiteres auch kombiniert werden. Es bietet sich beispielsweise an, die erste Kolben/Druckkammer-Einheit mit einem als ringförmiges Element ausgestalteten Hebelgetriebe auszustatten und die zweite, tiefer in der Bohrung gelegene Kolben/Druckkammer-Einheit mit einem Hebelgetriebe gemäß der zuletzt beschriebenen zweiten Ausführungsform. Grundsätzlich ist als "Hebelgetriebe" im Rahmen der vorliegenden Erfindung jede Einrichtung geeignet, die eine Wegübersetzung zwischen dem Hub des jeweiligen Kolbens und dem Ventilglied des zugehörigen Zentralventils bewirkt. Die gewählte Bezeichnung "Hebelgetriebe" soll nicht als die Erfindung dahingehend einschränkend verstanden werden, dass die wegübersetzende Einrichtung zwangsweise einen oder mehrere Hebelarme aufweisen muss, es kommt vielmehr lediglich auf die wegübersetzende Wirkung der Einrichtung an.

Ein beide Ausführungsformen umfassendes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders wird im folgenden anhand der beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:
1 das offene Ende eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders mit einem Hebelgetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform teilweise im Längsschnitt,
2 eine Detailansicht des Bereichs des ringförmigen Hebelgetriebes im Längsschnitt,
3 das ringförmige Hebelgetriebe aus 1 in räumlicher Darstellung von schräg vorne,
4 das ringförmige Hebelgetriebe aus 1 in räumlicher Darstellung von schräg hinten, und
5 eine Detailansicht des in 1 nicht gezeigten Bereichs des Hauptzylinders mit einem Hebelgetriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform im Längsschnitt.
1 zeigt das vordere Ende eines Hauptzylinders 10 für ein nicht weiter dargestelltes hydraulisches Fahrzeugbremssystem. Ein solcher Hauptzylinder dient zur Erzeugung von Hydraulikdruck, der einzelnen Radbremsen zugeführt wird, um sie zu betätigen. Häufig ist einem Hauptzylinder 10 ein sogenannter Bremskraftverstärker vorgeschaltet, der eine in ihn eingeleitete Betätigungskraft, beispielsweise die Fußkraft eines Fahrers, in verstärkter Form an den Hauptzylinder 10 abgibt.
Der Hauptzylinder 10 hat ein Gehäuse 12 mit einer darin ausgebildeten Bohrung 14, die an der Vorderseite des Hauptzylindergehäuses 12 offen ist. In der Bohrung 14 ist ein erster Kolben 16 abdichtend und gleitend verschiebbar aufgenommen. Eine in einer Nut 18 in der äußeren Mantelfläche des Kolbens 16 aufgenommene ringförmige Lippendichtung 20 (siehe 2) dichtet den Kolben 16 in der Bohrung 14 ab.
Der Kolben 16 begrenzt in der Bohrung 14 eine erste Druckkammer 22 für Hydraulikfluid. Zur Verschiebung des Kolbens 16 in einer druckaufbauenden Betätigungsrichtung, d.h. in 1 nach links, steht der Kolben 16 in mechanischer Verbindung mit einem Eingangsglied 24 des Hauptzylinders 10, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel von zylindrischer Form ist und mit seinem einen Ende am Kolben 16 anliegt, während sein anderes Ende aus der Bohrung 14 des Hauptzylindergehäuses 12 herausragt.
Zur Betätigung des Hauptzylinders 10 wird auf das Eingangsglied 24 eine Betätigungskraft F_A aufgebracht, die z.B. die Fußkraft eines Autofahrers sein kann, gegebenenfalls in einer durch einen Bremskraftverstärker verstärkten Form, oder auch von einer Krafterzeugungseinheit stammen kann, die entsprechend einer gewünsch ten Bremskraft angesteuert worden ist. Die Betätigungskraft F_A verschiebt den Kolben 16 in die Bohrung 14 hinein, so dass sich in der Druckkammer 22 ein Hydraulikdruck aufbaut, der über nicht dargestellte Hydraulikleitungen einzelnen Radbremsen zugeführt werden kann. Entfällt die Betätigungskraft F_A, so drückt eine Rückstellfeder 26 den Kolben 16 zurück in eine Ausgangsstellung, die in 2 wiedergegeben ist. Diese allgemeine Funktion eines Hauptzylinders 10 und der zugehörige konstruktive Aufbau ist Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannt und braucht deshalb nicht näher erläutert zu werden.
In der erwähnten Ausgangsstellung des Kolbens 16 steht die Druckkammer 22 in flüssigkeitsleitender Verbindung mit einem nicht gezeigten Hydraulikfluidvorratsbehälter, damit ein Ausgleich von Hydraulikfluid in der Druckkammer 22 stattfinden kann, beispielsweise bei durch Verschleiß dünner gewordenen Reibbelägen der an den Hauptzylinder 10 angeschlossenen Radbremsen. Dieser Flüssigkeitsausgleich kann gemäß einer Bauart hydraulischer Hauptzylinder durch radiale Bohrungen im Hauptzylindergehäuse 12 erfolgen, die in der Ausgangsstellung des Kolbens 16 die Druckkammer mit dem Hydraulikfluidvorratsbehälter verbinden, oder er kann gemäß der in den Figuren gezeigten Bauart eines Hauptzylinders mittels eines Ventils 28 erfolgen, das zentral im Kolben 16 angeordnet ist und in seiner Offenstellung einen Zu- bzw. Abfluss von Hydraulikfluid in die Druckkammer 22 herein bzw. aus der Druckkammer 22 heraus erlaubt. Aufgrund seiner zentralen Anordnung im Kolben 16 wird das Ventil 28 häufig auch als Zentralventil bezeichnet.
Zentralventile an sich sind in Verbindung mit hydraulischen Hauptzylindern bekannt. In Übereinstimmung mit bekannten Zentralventilen weist das in 2 näher gezeigte Ventil 28 ein axial bewegliches Ventilglied 30 auf, das in einer Bohrung 32 des Kolbens 16 aufgenommen ist und einen stangenförmigen Fortsatz 34 hat, der sich durch den Boden des Kolbens 16 hindurch erstreckt. An dem Ventilglied 30 ist ein hier hohlzylindrisches Dichtelement 36 befestigt, dessen dem Kolbenboden zugewandte Endfläche 38 in einer Schließstellung des Ventils 28 den Grund der Bohrung 32 berührt und damit verhindert, dass Hydraulikfluid durch einen Kanal 40 im Boden des Kolbens 16, durch den sich auch der stangenförmige Fortsatz 34 des Ventilgliedes 30 erstreckt, in die Druckkammer 22 ein- bzw. aus ihr austreten kann. Das Ventilglied 30 wird von einer auf es wirkenden Druckfeder 42 in die Schließstellung des Ventils 28 vorgespannt.
Bei herkömmlichen Zentralventilen dient der stangenförmige Fortsatz 34 dazu, in der Ausgangsstellung des Kolbens 16, die dieser in unbetätigtem Zustand einnimmt, der art mit einem Anschlag in Eingriff zu treten, dass das Ventil 28 zwangsweise in seiner Offenstellung gehalten wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass in der Ausgangsstellung des Kolbens eine flüssigkeitsleitende Verbindung zwischen der Druckkammer und dem Hydraulikfluidvorratsbehälter existiert und ein Flüssigkeitsausgleich in der Druckkammer stattfinden kann.
Um entweder einen in bestimmten Betriebszuständen vorteilhaften, größeren Öffnungsquerschnitt des Ventils 28 zu erzielen oder um das Ventil 28 bei einer Betätigung des Hauptzylinders 10 schneller schließen zu können und damit das Ansprechverhalten des Hauptzylinders 10 zu verbessern, ist gemäß der vorliegenden Erfindung in der Bohrung 14 des Hauptzylindergehäuses 12 zwischen dem Kolben 16 und einem Anschlag 44 ein Hebelgetriebe 46 angeordnet. Dieses Hebelgetriebe 46 stellt eine Übersetzung zwischen der Verschiebebewegung des Kolbens 16 und der Öffnungs- und Schließbewegung des Ventilgliedes 30 bereit und ermöglicht es auf diese Weise, den Öffnungshub des Ventils 28 in weiten Grenzen unabhängig von der Verschiebebewegung des Kolbens 16 zu wählen. Damit kann bei einer gegebenen Verschiebebewegung des Kolbens 16 beispielsweise der Öffnungshub des Ventils 28 größer als bisher möglich gewählt werden, oder es kann ein Schließen des Ventils 28 nach einem verglichen mit herkömmlichen Konstruktionen geringeren Verschiebeweg des Kolbens 16 erreicht werden und es können schließlich bei geeigneter Auslegung beide Vorteile miteinander kombiniert werden, d.h. wenn auf den bei einer gegebenen Übersetzung des Hebelgetriebes möglichen größten Ventilöffnungshub bzw. auf das schnellstmögliche Schließen des Ventils 28 verzichtet wird, erhält man ein Ventil 28 mit gegenüber herkömmlichen Konstruktionen größerem Öffnungshub und gleichzeitig schnellerem Schließverhalten.
Gemäß dem in den 2 bis 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist das Hebelgetriebe 46 ein allgemein ringförmiges Element 48, dessen eine, dem Kolben 16 zugewandte Stirnseite 50 eben ist. Das ringförmige Element 48 weist einen quer durch es verlaufenden Betätigungsstift 52 auf und wird vom Eingangsglied 24 getragen, welches hierzu an seinem dem Kolben 16 zugewandten Ende mit einem axialen Schlitz 53 zur Aufnahme des Betätigungsstifts 52 versehen ist. Die andere, zweite Stirnseite 54 des ringförmigen Elements 48 ist nicht eben, sondern weist in Seitenansicht gesehen einen ersten schrägen Bereich 56 auf, der sich – bezogen auf die Seitenansicht – vom äußeren Umfang des ringförmigen Elements 48 einwärts bis zu einem höchsten Punkt P₂ erstreckt, der im dargestellten Beispiel noch vor einer Mittellängsachse M der Bohrung 14 liegt. Die zweite Stirnseite 54 weist ferner einen zweiten schrägen Bereich 58 auf, der sich – bezogen wiederum auf die in 2 dargestellte Seitenansicht – vom gegenüberliegenden Umfangsrand des ringförmigen Elements 48 einwärts bis ebenfalls zum höchsten Punkt P₂ erstreckt.
Wie aus 2 ersichtlich, liegt das ringförmige Element 48 in der Ausgangsstellung des Kolbens 16 mit seiner ersten Stirnseite 50 vollständig am Kolben 16 an und stützt sich mit dem auf seiner zweiten Stirnseite 54 gebildeten Paar höchster Punkte P₂ am Anschlag 44 ab, der hier durch eine in der Bohrung 14 des Hauptzylindergehäuses 12 gehaltene Ringscheibe 60 gebildet ist. In dieser Stellung liegt der Betätigungsstift 52 des ringförmigen Elements 48 am Fortsatz 34 des Ventilgliedes 30 an und drückt somit das Ventil 28 entgegen der Kraft der Druckfeder 42 in die Offenstellung, in der das Dichtelement 36 keinen Kontakt mit dem Grund der Bohrung 32 mehr hat, so dass die Druckkammer 22 über den Kanal 40 in fluidleitender Verbindung mit dem nicht gezeigten Hydraulikfluidvorratsbehälter steht.
Wird nun der Hauptzylinder 10 betätigt, d.h. wird eine Betätigungskraft F_A auf das Eingangsglied 24 aufgebracht, so verschiebt sich der Kolben 16 in die Bohrung 14 hinein. Dabei drückt, solange das Ventil 28 noch nicht geschlossen ist, der Fortsatz 34 des Ventilgliedes 30 gegen den Betätigungsstift 52 des ringförmigen Elements 48 und dreht letzteres entgegen dem Uhrzeigersinn um einen ersten Drehpunkt P₁ am bzw. nahe dem dem höchsten Punkt P₂ benachbarten Außenrand der ersten Stirnseite 50 und um einen zweiten "Drehpunkt", der durch das Paar der an der Ringscheibe 60 anliegenden höchsten Punkte P₂ gebildet ist, in eine Stellung, wie sie in 1 wiedergegeben ist. In dieser Zwischenstellung liegt das ringförmige Element 48 nur mit seinem ersten Drehpunkt P₁ am Kolben 16 und mit seinem Paar zweiter Drehpunkte P₂ an dem durch die Ringscheibe 60 gebildeten Anschlag 44 an. Das Ventil 28 ist dabei noch nicht vollständig geschlossen.
Bei einer weiteren Verschiebung des Kolbens 16 in die Bohrung 14 hinein kommt schließlich der zweite schräge Bereich 58 der zweiten Stirnseite 54 des ringförmigen Elements 48 in Anlage an die Ringscheibe 60 und beendet damit die Drehbewegung des ringförmigen Elements 48. In dieser Stellung des ringförmigen Elements 48 ist das Ventil 28 geschlossen und der Fortsatz 34 des Ventilgliedes 30 hebt von dem Betätigungsstift 52 des ringförmigen Elements 48 ab, wenn der Kolben 16 zum Aufbau von Hydraulikdruck in der Druckkammer 22 noch weiter in die Bohrung 14 hinein verschoben wird.
Entfällt die auf das Eingangsglied 24 aufgebrachte Betätigungskraft F_A, beispielsweise wenn der Fahrer seinen Fuß vom Bremspedal nimmt, läuft der zuvor beschriebene Vorgang in umgekehrter Weise ab. Der aus einer Betätigungsstellung zurückkehrende Kolben 16 stößt zunächst gegen den ersten Drehpunkt P₁ des ringförmigen Elements 48, wobei zumindest annähernd gleichzeitig das freie Ende des Fortsatzes 34 des Ventilgliedes 30 in Kontakt mit dem Betätigungsstift 52 gerät. Die sich fortsetzende Rückkehrbewegung des Kolbens 16 in seine Ausgangsstellung führt dann dazu, dass sich das ringförmige Element 48 im Uhrzeigersinn um den ersten Drehpunkt P₁ und den zweiten Drehpunkt P₂ dreht, wobei der Betätigungsstift 52 das Ventil 28 zwangsweise in seine Offenstellung drückt.
Weil der Abstand vom ersten Drehpunkt P₁ zum Betätigungsstift 52 größer ist als der Abstand vom ersten Drehpunkt P₁ zum zweiten Drehpunkt P₂, findet während der Drehbewegung des ringförmigen Elements 48 eine Wegübersetzung statt, indem der Betätigungsstift 52 in Richtung der Mittellängsachse M einen weiteren Weg zurücklegt als der Weg, den der sich entgegengesetzt bewegende Kolben 16 in Richtung der Mittellängsachse M durchläuft. Anders ausgedrückt ist bei einer Rückverschiebung des Kolbens 16 in seine Ausgangsstellung der Rückhub, den der Kolben 16 von seinem ersten Kontakt mit dem ersten Drehpunkt P₁ bis zum Erreichen seiner Ausgangsstellung ausführt, kleiner als der axiale Weg des Betätigungsstiftes 52. Gleiches gilt selbstverständlich für eine Bewegung des Kolbens 16 in umgekehrter Richtung, d.h. bei einer Betätigung des Hauptzylinders 10. Der Öffnungs- bzw. Schließhub des Ventils 28 kann somit für einen gegebenen Kolbenhub in weiten Grenzen variiert werden, um beispielsweise einen größeren Ventilöffnungsquerschnitt oder ein schnelleres Schließen des Ventils 28 oder beides zu erreichen.
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die beiden Drehpunkte P₁ und P₂ während der Drehbewegung des ringförmigen Elements 48 nicht fixiert zu sein brauchen. So wandert beispielsweise der zweite Drehpunkt P₂ im Verlaufe der Drehbewegung des ringförmigen Elements 48 etwas am Anschlag 44 auf und ab. In analoger Weise rollt der Außenrand des ringförmigen Elements 48 im Bereich des ersten Drehpunktes P₁ während der Drehbewegung auf dem Boden des Kolbens 16 ab, d.h. der Berührpunkt zwischen dem Kolben 16 und dem ringförmigen Element 48 ändert sich.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Hebelgetriebes 46, das in ein und demselben Hauptzylinder 10 verwirklicht sein kann, wenn dieser wie heutzutage zur Realisierung eines sogenannten Zweikreisbremssystemes üblich in der Bohrung 14 im Anschluss an die erste Druckkammer 22 einen zweiten Kolben 62 aufweist, der eine zweite Druckkammer 64 begrenzt. Der zweite Kolben 62 weist wie der erste Kolben 16 eine Lippendichtung 20' sowie ein mit dem Ventil 28 baugleiches Ventil 28' auf. Jedoch ist das Hebelgetriebe 46 als ein Hebel 66 mit näherungsweise bumerangförmiger Gestalt ausgebildet, der mit seinem ersten Drehpunkt P₁ am zweiten Kolben 62, genauer mit einem vom Boden des Kolbens 62 hervorstehenden Arm 68 schwenkbar verbunden ist. Ebenso wie das ringförmige Element 48 weist der Hebel 66 auf seiner vom Kolben 62 abgewandten Seite einen höchsten Punkt P₂ auf, mit dem der Hebel 66 sich am Anschlag 44 abstützen kann, der beim zweiten Ausführungsbeispiel durch einen sich zentrisch quer durch die Bohrung 14 erstreckenden Anschlagstift 70 gebildet ist. Wie auch beim ersten Ausführungsbeispiel bildet der Punkt P₂ den zweiten Drehpunkt. Der Hebel 66 hat ein freies Ende 72, welches zum Zusammenwirken mit dem freien Ende des Fortsatzes 34 des Ventilgliedes 30 bestimmt und deshalb abgerundet ausgeführt ist.
Die Funktion des zweiten Ausführungsbeispiels ist analog der des ersten Ausführungsbeispiels, auch hier ist der Abstand vom ersten Drehpunkt P₁ zum am freien Ende 72 des Hebels 66 gelegenen Kontaktpunkt mit dem Fortsatz 34 des Ventilgliedes 30 größer als der Abstand vom ersten Drehpunkt P₁ zum zweiten, sich am Anschlag 44 abstützenden Drehpunkt P₂, so dass der Hebel 66 bei einer Verschiebung des Kolbens 62 die gewünschte wegübersetzende Wirkung auf das Ventilglied 30 ausübt.

Claims

Hauptzylinder (10) für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem, mit einem Gehäuse (12) und einer darin ausgebildeten Bohrung (14), in der mittels eines in der Bohrung (14) abdichtend und gleitend verschiebbar aufgenommenen Kolbens (16; 62) eine Druckkammer (22; 64) für Hydraulikfluid begrenzt ist, und einem in dem Kolben (16; 62) angeordneten Ventil (28), das in seiner Offenstellung einen Zu- bzw. Abfluss von Hydraulikfluid in die bzw. aus der Druckkammer (22; 64) erlaubt und in seiner Schließstellung die Druckkammer (22; 64) absperrt und das in einer Ausgangsstellung des Kolbens (16; 62) durch Zusammenwirken mit einem Anschlag (44) zwangsweise in der Offenstellung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung (14) zwischen dem Kolben (16; 62) und dem Anschlag (44) ein Hebelgetriebe (46) angeordnet ist, das bei einer Rückverschiebung des Kolbens (16; 62) in seine Ausgangsstellung einen Rückhub des Kolbens (16; 62) auf das Ventil (28) überträgt und es dadurch in seine Offenstellung steuert, wobei der von dem Hebelgetriebe (46) auf das Ventil (28) ausgeübte Betätigungsweg größer als der entsprechende Rückhub des Kolbens (16; 62) ist.
Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelgetriebe (46) einen ersten Drehpunkt (P₁) zum Zusammenwirken mit dem Kolben (16; 62) und einen zweiten Drehpunkt (P₂) zum Zusammenwirken mit dem Anschlag (44) aufweist.
Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelgetriebe (46) ein ringförmiges Element (48) mit einem sich quer dazu erstreckenden Betätigungsstift (52) ist, der auf einen Betätigungsfortsatz (34) eines Ventilgliedes (30) des Ventils (28) einwirkt.
Hauptzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstift (52) bezüglich des ringförmigen Elements (48) exzentrisch angeordnet ist.
Hauptzylinder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Element (48) auf einem Fortsatz (24) des Kolbens (16) gelagert ist.
Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag eine in der Bohrung (14) aufgenommene Ringscheibe (60) ist.
Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelgetriebe (46) ein Hebel (66) ist, der am ersten Drehpunkt (P₁) mit dem Kolben (62) verbunden ist.
Hauptzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (44) ein sich quer durch die Bohrung (14) erstreckender Anschlagstift (70) ist.
Hauptzylinder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein freies Ende (72) des Hebels (66) auf einen Betätigungsfortsatz (34) eines Ventilgliedes (30) des Ventils (28) einwirkt.
Hauptzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (72) des Hebels (66) abgerundet ist.