DE102005008722B4

DE102005008722B4 - Hauptzylinder mit hebelbetätigtem Ventil

Info

Publication number: DE102005008722B4
Application number: DE200510008722
Authority: DE
Inventors: Wilfried Giering
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2025-02-26
Also published as: WO2006089748A1; DE102005008722A1

Abstract

Hauptzylinder (10) für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem, mit einem Gehäuse (12) und einer darin ausgebildeten Bohrung (14), in der wenigstens ein verschiebbarer Kolben (20) eine Druckkammer (22) für Hydraulikfluid begrenzt, wobei in die Druckkammer (22) eine Zulaufleitung (36) für Hydraulikfluid mündet, die in einer Ausgangsstellung des Kolbens (20) geöffnet und in einer Verschiebestellung des Kolbens (20) geschlossen ist, und wobei der Kolben (20) eine Verschiebebewegung aus seiner Ausgangsstellung und in seine Ausgangsstellung auf ein Ende (50) eines Hebels (46) überträgt, der in einem Schwenkpunkt (S) schwenkbar gelagert ist, und wobei ferner der Hebel (46) mit seinem anderen Ende (56) ein Ventilglied (44) betätigt, das in einer Offenstellung die Zulaufleitung (36) für Hydraulikfluid freigibt und in einer Schließstellung die Zulaufleitung (36) für Hydraulikfluid absperrt,
dadurch gekennzeichnet, dass
– der Hebel (46) im Bereich seines Schwenkpunktes (S) kugelförmig ausgebildet und von einem Abschnitt (48) der Zulaufleitung (36) gelagert ist, und dass...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem, mit einem Gehäuse und einer darin ausgebildeten Bohrung, in der wenigstens ein verschiebbarer Kolben eine Druckkammer für Hydraulikfluid begrenzt, wobei in die Druckkammer eine Zulaufleitung für Hydraulikfluid mündet, die in einer Ausgangsstellung des Kolbens geöffnet und in einer Verschiebestellung des Kolbens geschlossen ist, und wobei der Kolben eine Verschiebebewegung aus seiner Ausgangsstellung und in seine Ausgangsstellung auf ein Ende eines Hebels überträgt, der in einem Schwenkpunkt schwenkbar gelagert ist, und wobei ferner der Hebel mit seinem anderen Ende ein Ventilglied betätigt, das in einer Offenstellung die Zulaufleitung für Hydraulikfluid freigibt und in einer Schließstellung die Zulaufleitung für Hydraulikfluid absperrt. Ein solcher Hauptzylinder ist aus der DE 27 11 297 A1 bekannt.
Hauptzylinder dieser Art 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 oder den Druckkammern bereitzustellen. Eine Möglichkeit zur Erreichung dieses Ziels sind sogenannte Nachlaufbohrungen, die in der Wandung der Druckkammer oder der Druckkammern vorhanden sind und die in einer Ausgangsstellung des zugehörigen Kolbens eine Verbindung zwischen der Druckkammer und einem Vorratsbehälter für Hydraulikfluid schaffen (siehe hierzu z. B. in der DE 39 31 470 A1 die Bezugszeichen 7 und 8 in 5). Sobald der Kolben aus seiner Ausgangsstellung verschoben wird, wird diese Nachlaufbohrung geschlossen und damit die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Druckkammer und dem Vorratsbehälter für Hydraulikfluid unterbrochen, so dass in der Druckkammer Hydraulikdruck aufgebaut werden kann. Der Weg des Kolbens, den dieser in Betätigungsrichtung zurücklegen muss, bis die Nachlaufbohrung verschlossen ist, wird als Leerweg be zeichnet. Damit das Bremssystem bei einer Betätigung schnell anspricht, soll dieser Leerweg möglichst klein sein.
Moderne Fahrzeugbremssysteme sind häufig mit einer elektronisch gesteuerten Bremsdruckregeleinrichtung ausgestattet, beispielsweise in Gestalt eines Antiblockiersystems, 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 dem 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 bzw. die Kolben jeweils in Ausgangsstellung befinden, in der die Nachlaufbohrung(en) offen gehalten ist/sind, so dass in diesem Zustand zwischen der Druckkammer bzw. den Druckkammern 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 der Nachlaufbohrung(en) wünschenswert. Diese Forderung steht aufgrund der damit einhergehenden Vergrößerung des Weges bis zum Schließen der Nachlaufbohrung(en) 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 einer Verbindung zwischen seiner Druckkammer (oder seinen Druckkammern) und dem Hydraulikfluidvorratsbehälter auszeichnet und bei dem darüber hinaus die Zulaufleitung für Hydraulikfluid einen geringen Durchströmungswiderstand hat, um ein einwandfreies Ansaugen von Hydraulikfluid aus der Druckkammer heraus auch bei niedrigen Temperaturen sicherzustellen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Hebel im Bereich seines Schwenkpunktes kugelförmig ausgebildet und von einem Abschnitt der Zulaufleitung gelagert ist, und dass ein erster Hebelarm zwischen dem Schwenkpunkt und dem einen Ende des Hebels kleiner ist als ein zweiter Hebelarm zwischen dem Schwenkpunkt und dem anderen Ende des Hebels. Auf diese Weise bietet der erfindungsgemäße Hauptzylinder bei vorteilhaft kleinem Leerweg einen ausreichend großen Öffnungshub des Ventilgliedes, wodurch der vom Ventilglied in seiner Offenstellung freigegebene Öffnungsquerschnitt groß genug ist, um ein Ansaugen von Hydraulikfluid aus der Druckkammer nicht zu behindern. Selbstverständlich muss die erfindungsgemäß erreichbare Vergrößerung des Öffnungsquerschnittes, durch den Hydraulikfluid in die Druckkammer nachläuft, nicht vollständig genutzt werden, sondern es kann beispielsweise die erfindungsgemäße Anordnung auch zur Verringerung des Leerweges bei gleichzeitiger Vergrößerung des Öffnungsquerschnittes (im Vergleich zu herkömmlichen Hauptzylindern mit Nachlaufbohrungen) genutzt werden, um zusätzlich das Ansprechverhalten eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders gegenüber herkömmlichen Hauptzylindern noch zu verbessern. Je nach den zur Verfügung stehenden Platzverhältnissen kann die durch den Hebel erreichte Übersetzung der Druckkolbenbewegung in weiten Grenzen variiert werden, um die gewünschte Kombination aus möglichst geringem Leerweg und großem Öffnungsquerschnitt der Zulaufleitung zu erreichen. Der Abschnitt der Zulaufleitung, der den Hebel lagert, kann eine zylindrische Gestalt haben und braucht nicht komplementär kugelförmig zum kugelförmig ausgebildeten Bereich des Schwenkpunktes des Hebels ausgebildet zu sein, um den Hebel zu lagern. Auf diese Art und Weise ist eine für den angestrebten Zweck gut funktionierende und dennoch kostengünstige Lagerung des Hebels erreicht.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hauptzylinders weist das Ventilglied einen Steuerkolben auf, der verschiebbar in einer Steuerbohrung des Gehäuses aufgenommen ist. Der Steuerkolben sorgt für eine genau definierte und leichtgängige Bewegbarkeit des Ventilgliedes. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, dass der Steuerkolben selbst die Absperrung und die Freigabe der Zulaufleitung bewirkt, z. B. indem ein Ende des Steuerkolbens in die Zulaufleitung hinein oder aus ihr herausbewegt wird, um den Zulaufleitungsquerschnitt wahlweise zu verschließen oder freizugeben. Alternativ kann der Steuerkolben eine Durchgangsausnehmung aufweisen, die wahlweise in die Zulaufleitung hinein oder aus ihr herausbewegt wird, um die Zulaufleitung flüssigkeitsdurchgängig zu machen oder abzusperren.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders, bei dem das Ventilglied einen Steuerkolben aufweist, ist an dem Steuerkolben ein Dichtglied befestigt, das in der Schließstellung des Ventilgliedes die Zulaufleitung für Hydraulikfluid absperrt. Das Dichtglied besteht vorzugsweise aus Elastomermaterial. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat das Dichtglied eine hohlzylindrische Gestalt und ist an einer Stirnseite des Steuerkolbens befestigt. Bei dieser Ausführungsform mündet ein Abschnitt der Zulaufleitung für Hydraulikfluid in einen Raum, in dem das Ventilglied mit dem Steuerkolben angeordnet ist, und der Steuerkolben mit dem an seiner Stirnseite befestigten Dichtglied kann durch eine translatorische Bewegung an die Mündungsöffnung der Zulaufleitung bewegt werden, so dass das Dichtglied diese Mündungsöffnung rundherum abdichtet.
Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hauptzylinders, bei denen das Ventilglied einen Steuerkolben aufweist, erstreckt sich die Steuerbohrung vorzugsweise achsparallel zu der Bohrung, in der der wenigstens eine verschiebbare Kolben eine Druckkammer für Hydraulikfluid begrenzt. Eine achsparallele Anordnung der Steuerbohrung ist platzsparend und hat fertigungstechnische Vorteile.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist das Ventilglied federnd in seine Schließstellung vorgespannt. Damit ist sichergestellt, dass das Ventilglied immer dann, wenn der Kolben seine Ausgangsstellung im Rahmen einer Betätigung des Hauptzylinders verlassen hat, zwangsweise seine Schließstellung einnimmt und damit einen Druckaufbau in der Druckkammer zulässt.
Vorzugsweise ist das eine Ende des Hebels, der das Ventilglied betätigt, als zumindest annähernd torusförmiger Anschlagbund ausgebildet, der mit einem Betätigungsvorsprung des Kolbens zusammenwirkt. Dieser Betätigungsvorsprung bewegt den Hebel derart, dass das Ventilglied sich in seiner Offenstellung befindet, wenn der Kolben seine Ausgangsstellung erreicht hat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Betätigungsvorsprung des Kolbens ein radial nach außen vom Kolben vorstehender Ringflansch.
Bei bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist das andere Ende des Hebels kugelförmig ausgebildet und in einer Ausnehmung des Ventilgliedes gelagert. Auf diese Weise ist eine Quasi-Kugelgelenkverbindung zwischen dem anderen Ende des Hebels und dem Ventilglied realisiert, die auf einfache Art und Weise eine Übertragung der Hebelbewegung auf das Ventilglied ermöglicht. Dabei muss die Ausnehmung im Ventilglied nicht kugelförmig sein, es reicht bei spielsweise aus, das kugelförmig ausgebildete Ende des Hebels in einer zylindrischen Ausnehmung des Ventilgliedes zu lagern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist der das Ventilglied betätigende Hebel innen hohl und seine Wand weist eine Vielzahl von Durchbrechungen auf. Der Hebel kann so in der Zulaufleitung selbst angeordnet werden und gestattet es aufgrund der in seiner Wand vorhandenen Vielzahl von Durchbrechungen, dass das Hydraulikfluid nicht nur außen am Hebel vorbeifließt, sondern auch durch den Hebel fließen kann. Eine Strömungsbehinderung durch den Hebel wird dadurch minimiert.
Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hauptzylinders erstreckt sich der Hebel vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse derjenigen Bohrung, in der der wenigstens eine Kolben eine Druckkammer für Hydraulikfluid begrenzt. Eine solche Ausgestaltung bietet sich vor allem dann an, wenn das Ventilglied einen Steuerkolben aufweist und die Steuerbohrung, in der der Steuerkolben aufgenommen ist, sich achsparallel zur Bohrung erstreckt, in der der Kolben die Druckkammer begrenzt.
Die vorbeschriebenen Anordnungen eines hebelbetätigten Ventilgliedes, welches in einer Schließstellung die Zulaufleitung für Hydraulikfluid absperrt und in einer Offenstellung diese Zulaufleitung freigibt, können bei einem oder auch bei mehreren Kolben eines Hauptzylinders vorgesehen sein. Üblicherweise weisen moderne Hauptzylinder für hydraulische Zweikreisbremsanlagen in der Bohrung des Hauptzylindergehäuses zwei hintereinander angeordnete verschiebbare Kolben auf, die in der Bohrung jeweils eine Druckkammer für Hydraulikfluid begrenzen. In einem solchen Fall können beide Kolben mit je einer hebelbetätigten Anordnung zum Öffnen und Absperren der zugehörigen Zulaufleitung für Hydraulikfluid ausgerüstet sein, oder es ist nur eine solche Anordnung vorhanden und es existiert eine flüssigkeitsleitende Verbindung zwischen den beiden Druckkammern, um zu gewährleisten, dass bei Bedarf in beide Druckkammern Hydraulikfluid nachlaufen kann.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders wird im Folgenden anhand der beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:
1 eine räumliche, teilweise aufgebrochene Darstellung eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders mit hebelbetätigtem Ventilglied zum Absperren und Öffnen einer Zulaufleitung für Hydraulikfluid von schräg vorne, und
2 das hebelbetätigte Ventilglied aus 1 mit den damit funktionell zusammenwirkenden Bauteilen des Hauptzylinders in ebenfalls räumlicher, vergrößerter Darstellung.
1 zeigt das geschlossene hintere 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 in 1 nicht dargestellten Vorderseite des Hauptzylindergehäuses 12 offen ist. In der Bohrung 14 ist ein erster Kolben 16 abdichtend und gleitend verschiebbar aufgenommen. Der Kolben 16 begrenzt in der Bohrung 14 eine erste Druckkammer 18 für Hydraulikfluid. In der Bohrung 14 ist ferner ein zweiter Kolben 20 abdichtend und gleitend verschiebbar aufgenommen, der in der Bohrung 14 eine zweite Druckkammer 22 für Hydraulikfluid begrenzt. Auf dem zweiten Kolben 20 angeordnete, ringförmige Dichtelemente 24 und 26 dichten den zweiten Kolben 20 gegenüber der Bohrung 14 ab, wodurch zum einen die zweite Druckkammer 22 abgedichtet und zum anderen die erste Druckkammer 18 von der zweiten Druckkammer 22 druckdicht getrennt ist. Auch der erste Kolben 16 ist mit solchen Dichtelementen (nicht gezeigt) gegenüber der Bohrung 14 abgedichtet.
Zur Verschiebung des ersten Kolbens 16 in einer druckaufbauenden Betätigungsrichtung, d. h. in 1 nach links, steht der erste Kolben 16 in mechanischer Verbindung mit einem nicht dargestellten Eingangsglied des Hauptzylinders 10, mittels welchem eine Betätigungskraft auf den ersten Kolben 16 aufgebracht werden kann.
Zur Betätigung des Hauptzylinders 10 wird auf das nicht gezeigte Eingangsglied eine Betätigungskraft aufgebracht, die z. B. die Fußkraft eines Autofahrers sein kann, gegebenenfalls in einer durch einen Bremskraftverstärker verstärkten Form, die aber auch von einer Krafterzeugungseinheit stammen kann, die entsprechend einer gewünschten Bremskraft angesteuert worden ist. Diese Betätigungskraft verschiebt den ersten Kolben 16 in die Bohrung 14 hinein, so dass sich in der ersten Druckkammer 18 ein Hydraulikdruck aufbaut, der über einen ersten Druckkammerauslass 28 und eine daran angeschlossene Hydraulikleitung (nicht dargestellt) einem ersten Bremskreis des hydraulischen Fahrzeugbremssystems zugeführt werden kann. Dem ersten Bremskreis sind mehrere Radbremsen (nicht gezeigt) zugeordnet.
Jeglicher Druck in der ersten Druckkammer 18 wirkt auf den schwimmend in der Bohrung 14 angeordneten zweiten Kolben 20, so dass sich auch der zweite Kolben 20 in die Bohrung 14 hinein verschiebt und in der zweiten Druckkammer 22 ein Hydraulikdruck aufgebaut wird, der über einen zweiten Druckkammerauslass 30 und eine damit verbundene Hydraulikleitung (nicht dargestellt) einem zweiten Bremskreis des Fahrzeugbremssystems zugeführt werden kann. Dem zweiten Bremskreis sind ebenfalls mehrere Radbremsen zugeordnet.
Entfällt die auf das Eingangsglied des Hauptzylinders 10 wirkende Betätigungskraft, drücken Rückstellfedern 32 und 34 den zweiten Kolben 20 und den ersten Kolben 16 zurück in eine Ausgangsstellung, die die Kolben 16 und 20 in unbetätigtem Zustand des Hauptzylinders 10 einnehmen. Dieser auch als Systemruhelage bezeichnete Zustand ist in 1 wiedergegeben.
In der zuvor genannten Ausgangsstellung der Kolben 16 und 20 müssen die Druckkammern 18 und 22 in flüssigkeitsleitender Verbindung mit einem nicht dargestellten Hydraulikfluidvorratsbehälter stehen, damit eine Mengenanpassung des Hydraulikfluids in den Druckkammern 18, 22 stattfinden kann, beispielsweise um einen Ausgleich für durch Verschleiß dünner gewordene Reibbeläge der mittels der beiden Bremskreise an den Hauptzylinder 10 angeschlossenen Radbremsen herbeizuführen. Hierzu dient eine Zulaufleitung 36 für Hydraulikfluid, die in einem Anschlussstutzen 38 für den nicht dargestellten Hydraulikfluidvorratsbehälter beginnt und bis in die zweite Druckkammer 22 reicht. In analoger Weise verbindet eine in einem weiteren Anschlussstutzen 40 beginnende weitere Zulaufleitung 42 die erste Druckkammer 18 mit dem nicht gezeigten Hydraulikfluidvorratsbehälter. Exemplarisch beschrieben wird im Folgenden jedoch nur die Ausgestaltung der Zulaufleitung 36 und es versteht sich, dass eine gleich funktionierende Anordnung auch in der weiteren Zulaufleitung 42 vorhanden sein kann.
Wie bereits erwähnt, muss die in der Ausgangsstellung des zweiten Kolbens 20 offene Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer 22 und dem Hydraulikfluidvorratsbehälter verschlossen werden, um in der zweiten Druckkammer 22 einen Druckaufbau zu ermöglichen. Hierzu dient ein in der Zulaufleitung 36 angeordnetes und allgemein mit 44 bezeichnetes Ventilglied, das mittels eines schwenkbar gelagerten Hebels 46 zwischen einer Offenstellung, in der die Zulaufleitung 36 geöffnet ist, und einer Schließstellung verschiebbar ist, in der es die Zulaufleitung 36 verschließt. Der Hebel 46 ist in einem Abschnitt 48 der Zulaufleitung 36 aufgenommen, der sich im Hauptzylindergehäuse 12 radial bezüglich der Bohrung 14 erstreckt und dessen eines Ende in die zweite Druckkammer 22 mündet. Zur schwenkbaren Lagerung des Hebels 46 in dem Abschnitt 48 ist die Oberfläche des Hebels 46 im Bereich eines Schwenkpunktes S des Hebels 46 kugelförmig ausgebildet, so dass der Hebel 46 in dem Abschnitt 48 um den Schwenkpunkt S hin und her geschwenkt werden kann.
Ein Ende 50 des Hebels 46 erstreckt sich radial nach innen aus dem Abschnitt 48 der Zulaufleitung 36 heraus in die zweite Druckkammer 22, um dort mit dem zweiten Kolben 20 zusammenwirken zu können. Hierzu ist dieses radial innere Ende 50 des Hebels 46 mit einem zumindest annähernd torusförmigen Anschlagbund 52 versehen, der in der Ausgangsstellung des zweiten Kolbens 20 an einem Ringflansch 54 anliegt, der radial nach außen vom zweiten Kolben 20 vorsteht.
Das gegenüberliegende, andere und radial äußere Ende 56 des Hebels 46 ist zumindest annähernd halbkugelig ausgebildet und in einer zylindrischen Durchgangsausnehmung 58 (siehe 2) gelagert, die in einem Abschnitt 59 mit verringertem Durchmesser des Ventilgliedes 44 ausgebildet ist. Mit diesem Abschnitt 59 fest verbunden (hier einstückig) ist ein durchmessergrößerer, zylindrischer Steuerkolben 60.
Der Steuerkolben 60 ist hin und her verschiebbar in einer im Gehäuse 12 achsparallel zur Bohrung 14 angeordneten Steuerbohrung 62 aufgenommen, deren eines, in 1 linkes Ende mit einem Stopfen 64 verschlossen ist und von deren anderem Ende sich ein weiterer Abschnitt 66 der Zulaufleitung 36 bis in den Anschlussstutzen 38 erstreckt. An der dem weiteren Abschnitt 66 der Zulaufleitung 36 zugewandten Stirnseite des Steuerkolbens 60 ist ein aus Elastomermaterial bestehendes, hohlzylindrisches Dichtglied 68 befestigt, welches durch eine entsprechende Verschiebung des Steuerkolbens 60 in Kontakt mit einem Boden 70 der Steuerbohrung 62 gebracht werden kann, in den der weitere Abschnitt 66 der Zulaufleitung 36 mündet. Eine sich mit ihrem einen Ende am Stopfen 64 und mit ihrem gegenüberliegenden anderen Ende am Steuerkolben 60 abstützende Druckfeder 72 drängt den Steuerkolben 60 in Richtung auf den Boden 70 der Steuerbohrung 62.
Um den Abschnitt 48 der Zulaufleitung 36 fertigen zu können und um den Hebel 46 in diesen Abschnitt 48 einsetzen zu können, ist in radialer Verlängerung des Abschnitts 48 außen eine nicht näher bezeichnete Öffnung im Hauptzylindergehäuse 12 vorgesehen, die mit einem weiteren Stopfen 74 verschlossen ist.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 1 und insbesondere auf 2 die Funktion der zuvor beschriebenen Anordnung erläutert. Bei unbetätigtem Hauptzylinder 10 drückt die Rückstellfeder 32 den zweiten Kolben 20 in seine Ausgangs- oder Ruhestellung. In dieser Ausgangsstellung drückt der am zweiten Kolben 20 vorhandene Ringflansch 54 durch Kontakt mit dem torusförmigen Anschlagbund 52 des Hebels 46 letzteren in 1 nach rechts, wodurch der Hebel 46 eine Stellung einnimmt, in der der Steuerkolben 60 unter Komprimierung der Druckfeder 72 nach links verschoben ist, so dass das Dichtglied 68 vom Boden 70 der Steuerbohrung 62 abgehoben ist und ein Strömen von Hydraulikfluid aus dem Anschlussstutzen 38 durch den Abschnitt 66 in die Steuerbohrung 62 hinein, am durchmesserkleineren Abschnitt 59 des Ventilgliedes 44 vorbei und weiter durch den Abschnitt 48 in die zweite Druckkammer 22 zulässt. Diese Stellung des Ventilgliedes 44 wird als Offenstellung bezeichnet.
Erfolgt eine Betätigung des Hauptzylinders 10, so verschieben sich der erste Kolben 16 und der zweite Kolben 20 in die Bohrung 14 hinein, d. h. in den Figuren nach links. Aufgrund der von der Druckfeder 72 auf den Steuerkolben 60 ausgeübten Kraft verschiebt sich der Steuerkolben 60 in der Steuerbohrung 62 nach rechts und der Hebel 46 schwenkt folglich um seinen Schwenkpunkt S ebenfalls nach rechts (d. h. bezogen auf die Figuren im Uhrzeigersinn), so dass der an dem einen Ende 50 des Hebels 46 vorhandene Anschlagbund 52 solange mit dem Ringflansch 54 des zweiten Kolbens 20 in Kontakt bleibt, bis sich das Dichtglied 68 an den Boden 70 der Steuerbohrung 62 anlegt und durch seine hohlzylindrische Gestalt die Mündung des Abschnitts 66 der Zulaufleitung 36 ringförmig umschließt und auf diese Weise absperrt. Bei einer weiteren Verschiebung des zweiten Kolbens 20 in die Bohrung 14 hinein löst sich dann der Ringflansch 54 des zweiten Kolbens 20 vom Anschlagbund 52 des Hebels 46 und die Druckfeder 72 sorgt dafür, dass das Dichtglied 68 zum Absperren der Zulaufleitung 36, genauer ihres Abschnitts 66, gegen den Boden 70 der Steuerbohrung 62 gepresst wird.
Entfällt die den Hauptzylinder 10 betätigende Kraft, drückt die Rückstellfeder 32 den zweiten Kolben 20 wieder zurück in Richtung auf seine Ausgangs- bzw. Ruhestellung, wobei der Ringflansch 54 des zweiten Kolbens 20 kurz vor Erreichen der Ruhestel lung in Kontakt mit dem Anschlagbund 52 des Hebels 46 gerät und den Hebel, im Verlaufe der weiteren Rückkehrbewegung des zweiten Kolbens 20, im Gegenuhrzeigersinn um den Schwenkpunkt S verschwenkt, wodurch der Steuerkolben 60 in der Steuerbohrung 62 gegen die Kraft der Druckfeder 72 nach links verschoben wird, so dass das Dichtglied 68 wieder vom Boden 70 der Steuerbohrung 62 abhebt und die Zulaufleitung 36, genauer deren Abschnitt 66, freigibt.
Aus 2 ist ersichtlich, dass ein erster, zwischen dem Schwenkpunkt S und dem einen Ende 50 des Hebels 46 wirksamer Hebelarm H₁ kleiner ist als ein zweiter, zwischen dem Schwenkpunkt S und dem anderen Ende 56 des Hebels 46 wirksamer Hebelarm H₂. Das bedeutet, dass eine entlang der Längsachse A der Bohrung 14 erfolgende Verschiebung des zweiten Kolbens 20 entsprechend dem Verhältnis der beiden Hebelarme H₁ und H₂ in eine entsprechend größere Verschiebebewegung des Ventilgliedes 44 übersetzt wird. Die gezeigte Anordnung ermöglicht es, mit einer kleinen Verschiebung des zweiten Kolbens 20 einen relativ großen Öffnungs- und Schließhub des Ventilgliedes 44 zu realisieren, was zu einem entsprechend großen Öffnungsquerschnitt führt, der einen Fluss von Hydraulikfluid durch die Zulaufleitung 36 nicht nennenswert behindert. Zugleich ist mit der nur kleinen Verschiebebewegung des zweiten Kolbens 20, die bis zum Schließen der Zulaufleitung 36 mittels der gezeigten Anordnung erforderlich ist, ein vorteilhaft schnelles Ansprechen des Hauptzylinders 10 auf eine Betätigung erzielt.
Um das Durchströmungsverhalten der Zulaufleitung 36 weiter zu verbessern, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Hebel 46 innen hohl ausgebildet und mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 76 versehen, so dass das durch den Abschnitt 66 in die Steuerbohrung 62 gelangende Hydraulikfluid (auch) durch den Hebel 46 in die zweite Druckkammer 22 fließen kann. Jedoch ist eine solche innen hohle Ausbildung des Hebels 46 für die gezeigte Anordnung nicht funktionsnotwendig. Stattdessen kann das Hydraulikfluid am im Bereich des Schwenkpunktes S kugelförmigen Abschnitt des Hebels 46 beispielsweise auch durch Nuten vorbeiströmen, die im entsprechenden Bereich des Abschnitts 48 der Zulaufleitung 36 vorgesehen sind.

Claims

Hauptzylinder (10) für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem, mit einem Gehäuse (12) und einer darin ausgebildeten Bohrung (14), in der wenigstens ein verschiebbarer Kolben (20) eine Druckkammer (22) für Hydraulikfluid begrenzt, wobei in die Druckkammer (22) eine Zulaufleitung (36) für Hydraulikfluid mündet, die in einer Ausgangsstellung des Kolbens (20) geöffnet und in einer Verschiebestellung des Kolbens (20) geschlossen ist, und wobei der Kolben (20) eine Verschiebebewegung aus seiner Ausgangsstellung und in seine Ausgangsstellung auf ein Ende (50) eines Hebels (46) überträgt, der in einem Schwenkpunkt (S) schwenkbar gelagert ist, und wobei ferner der Hebel (46) mit seinem anderen Ende (56) ein Ventilglied (44) betätigt, das in einer Offenstellung die Zulaufleitung (36) für Hydraulikfluid freigibt und in einer Schließstellung die Zulaufleitung (36) für Hydraulikfluid absperrt, dadurch gekennzeichnet, dass – der Hebel (46) im Bereich seines Schwenkpunktes (S) kugelförmig ausgebildet und von einem Abschnitt (48) der Zulaufleitung (36) gelagert ist, und dass – ein erster Hebelarm (H₁) zwischen dem Schwenkpunkt (S) und dem einen Ende (50) des Hebels (46) kleiner ist als ein zweiter Hebelarm (H₂) zwischen dem Schwenkpunkt (S) und dem anderen Ende (56) des Hebels (46).
Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (44) einen Steuerkolben (60) aufweist, der verschiebbar in einer Steuerbohrung (62) des Gehäuses (12) aufgenommen ist.
Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Steuerkolben (60) ein Dichtglied (68) befestigt ist, das in der Schließstellung des Ventilgliedes (44) die Zulaufleitung (36) für Hydraulikfluid absperrt.
Hauptzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtglied (68) eine hohlzylindrische Gestalt hat und an einer Stirnseite des Steuerkolbens (60) befestigt ist.
Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerbohrung (62) sich achsparallel zur Bohrung (14) erstreckt.
Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (44) federnd in seine Schließstellung vorgespannt ist.
Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende (50) des Hebels (46) als zumindest annähernd torusförmiger Anschlagbund (52) ausgebildet ist, der mit einem Betätigungsvorsprung des Kolbens (20) zusammenwirkt.
Hauptzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsvorsprung des Kolbens (20) ein radial nach außen vom Kolben (20) vorstehender Ringflansch (54) ist.
Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende (56) des Hebels (46) kugelförmig ausgebildet und in einer Ausnehmung (58) des Ventilgliedes (44) gelagert ist.
Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (46) innen hohl ist und dass seine Wand eine Vielzahl von Durchbrechungen (76) aufweist.
Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (46) sich im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse der Bohrung (14) erstreckt.
Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Kolben (16) in der Bohrung (14) eine weitere Druckkammer (18) für Hydraulikfluid begrenzt, wobei in die weitere Druckkammer (18) eine weitere Zulaufleitung (42) für Hydraulikfluid mündet, die in einer Ausgangsstellung des weiteren Kolbens (16) geöffnet und in einer Verschiebestellung des weiteren Kolbens (16) geschlossen ist, und dass die weitere Zulaufleitung (42) durch eine die Verschiebebewegung des weiteren Kolbens (16) über einen Hebel auf ein Ventilglied übertragende Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche geöffnet oder abgesperrt wird.