DE102005034437B3

DE102005034437B3 - Hauptbremszylinderanordnung für eine Bremsanlage

Info

Publication number: DE102005034437B3
Application number: DE200510034437
Authority: DE
Inventors: Michael Geider; Dirk Runkel
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2025-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hauptbremszylinderanordnung (10) für eine Bremsanlage, insbesondere für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, umfassend ein Hauptbremszylindergehäuse (12) mit einer Zylinderausnehmung (14), wenigstens einen in der Zylinderausnehmung (14) entlang einer Zylinderlängsachse (A) verschiebbar geführten Druckkolben (16, 18), wenigstens eine zwischen dem Druckkolben (16, 18) und dem Hauptbremszylindergehäuse (12) angeordnete Ringdichtung (48, 50, 52, 54), wobei die Ringdichtung (48, 50, 52, 54) zum Abdichten einer von der Zylinderausnehmung (14) und dem wenigstens einen Druckkolben (16, 18) eingeschlossenen Druckkammer (56, 58) ausgebildet ist, wobei weiter eine Anschlagfläche (84) zum axialen Abstützen der Ringdichtung (48, 50, 52, 54) bei einer Bewegung des Druckkolbens in der Zylinderausnehmung vorgesehen ist und wobei die Ringdichtung (48, 50, 52, 54) zum Druckausgleich deformierbar ist. Bei dieser Erfindung ist zur Vermeidung unerwünschter Geräuschentwicklungen und Druckimpulse wenigstens ein Fluidkanal (82, 96a, 102b) vorgesehen, der permanent an einer dichtenden Verbindung zwischen Ringdichtung (50, 54) und Anschlagfläche (84) fluidisch vorbei führt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hauptbremszylinderanordnung für eine Bremsanlage, insbesondere für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.

Hauptbremszylinderanordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus dem Dokument DE 10 2004 015 228 A1 .

Bei solchen Hauptbremszylinderanordnungen besteht in einer Ausgangsstellung des wenigstens einen Druckkolbens eine fluidische Verbindung zwischen einem Fluidreservoir und der Druckkammer, so dass es zu einem Druckausgleich zwischen diesen kommen kann. Sobald aber in Folge einer Bremspedalbetätigung der Druckkolben innerhalb der Zylinderausnehmung entlang der Zylinderlängsachse verlagert wird, wird die fluidische Verbindung zwischen der Druckkammer und dem Fluidreservoir unterbrochen, weil sich aufgrund der Relativbewegung zwischen Hauptzylindergehäuse und Druckkolben eine Dichtung über eine Verbindungsbohrung schiebt und diese somit schließt. In der Folge wird ein Fluiddruck in der Druckkammer aufgebaut, der zum Aufbau einer Bremswirkung über einen hydraulischen Bremskreis in einzelnen Radbremseinheiten genutzt wird. Wird das Bremspedal wieder freigegeben, so bewegt sich der Druckkolben unter der Wirkung von Rückstellfedern zurück in Richtung seiner Ausgangsstellung. Eine fluidische Verbindung mit dem Fluidreservoir besteht bei dieser Rückwärtsbewegung nicht, sondern wird erst wieder kurz vor Erreichen der Ausgangsstellung hergestellt, nämlich dann, wenn die Dichtung die Verbindungsbohrung wieder freigibt. Das zum Druckausgleich in der sich während der Rückwärtsbewegung des Druckkolbens vergrößernden Druckkammer erforderliche Hydraulikfluid muss aus dem hydraulischen Bremskreis zurückströmen. Aufgrund der Tatsache, dass die auf den Druckkolben einwirkende Rückstellfeder verhältnismäßig stark ausgebildet ist und mit hohen Rückstellfederkräften den Druckkolben schnell in seine Ausgangsstellung zurückdrängt, kann ein derartiges Rückströmen von Hydraulikfluid nicht schnell genug erfolgen, so dass es zu einem temporären Unterdruck in der Druckkammer kommt. Dieser Effekt tritt auch deshalb auf, weil zwischen Hauptbremszylinder und Radbremseinheiten zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise ein Modulator eines ABS-Systems und eines ESP-Systems, angeordnet sind, deren jeweils aktive Hydraulikkomponenten, insbesondere Ventile etc., Drosselwirkung besitzen, so dass das Rückströmen von Hydraulikfluid in die Druckkammer zusätzlich erschwert wird.

Aufgrund des sich während der Rückwärtsbewegung des Druckkolbens in der Druckkammer aufbauenden Unterdrucks kommt es erst in der letzten Phase der Rückwärtsbewegung dazu, dass die vorstehend angesprochene Dichtung die Verbindungsbohrung zum Fluidreservoir freigibt, so dass die Druckkammer abrupt mit dem Fluidreservoir verbunden wird. In Folge dieser abrupt auftretenden fluidischen Verbindung zwischen dem Fluidreservoir und der Druckkammer kommt es auch zu einem abrupten Druckausgleich, der zu einem unerwünschten Schlaggeräusch einerseits und zu einem am Bremspedal spürbaren Druckimpuls andererseits führt. Beide aus dem abrupten Druckausgleich resultierenden Effekte sind aus Komfortgründen zu vermeiden.

Das vorstehend geschilderte Problem besteht auch bei dem gattungsbildenden Stand der Technik gemäß DE 10 2004 015 228 A1 . Diese Anordnung zeigt einen Tandemhauptbremszylinder, bei dem die Dichtungen zwischen Hauptbremszylindergehäuse und Primärkolben bzw. Sekundärkolben an dem Hauptbremszylindergehäuse angebracht und U-profilförmig ausgebildet sind. Die den beiden Druckkammern nahen Dichtungen besitzen die Eigenschaft, dass ihr radial äußerer U-Schenkel radial einwärts deformierbar ist und so in Einzelfällen ein Druckausgleich in Folge einer Deformation des radial äußeren U-Schenkel stattfinden kann. Es hat sich jedoch bei dieser Ausführungsform gezeigt, dass in Folge einer Rückwärtsbewegung des jeweiligen Druckkolbens relativ zu dem Hauptbremszylindergehäuse die Ringdichtung mit dem Kolben aufgrund von Reibungseffekten mitgenommen und gegen eine hauptzylindergehäusefeste Anlagefläche dichtend angedrückt wird. Aufgrund dieser dichtenden Anlage kann wiederum kein hinreichender Druckausgleich zwischen dem Fluidreservoir und der sich aufgrund der Rückstellkräfte der Rückstellfedern vergrößernden Druckkammer stattfinden. Dies bedeutet, dass auch bei der Ausgestaltung gemäß DE 10 2004 015 228 A1 die vorstehend geschilderten nachteiligen Effekte eines abrupten Druckausgleichs auftreten.

Zum weiteren Stand der Technik wird auf das Dokument US 4,524,585 verwiesen, wobei die darin gezeigte Anordnung ähnliche Probleme zeigt.

Aus dem Dokument WO 03/097422 ist eine Hauptbremszylinderanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Diese Hauptbremszylinderanordnung umfasst ein Gehäuseteil das ein Kolben-Halteteil aufnimmt. Das Kolben-Halteteil dient als Anlagefläche für eine Ringdichtung. Die Mehrteiligkeit verkompliziert die gesamte Anordnung sowohl hinsichtlich der Fertigung als auch hinsichtlich der Wartung und birgt die Gefahr von Versagen.

Als weiterer Stand der Technik wird auf das Dokument DE 696 91 171 T2 verwiesen, bei dem kolbenseitig ein zusätzliches Anschlag-Halteelement zum Halten der Dichtung angebracht wird, wobei dieses Vorsprünge aufweist, zwischen denen sich eine permanente fluidische Verbindung ausbilden kann.

Es ist demgegenüber eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hauptbremszylinderanordnung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, die bei einfachem Aufbau im Bedarfsfall einen kontinuierlichen Druckausgleich zwischen der Druckkammer und einem Fluidreservoir ohne das Auftreten unerwünschter Druckimpulse und daraus resultierender Geräusche ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hauptbremszylinderanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem vorstehend mit Bezug auf den Stand der Technik beschriebenen Effekt, wonach sich aufgrund der Relativbewegung zwischen Druckkolben und Hauptbremszylindergehäuse eine dichtende Anlage zwischen der Ringdichtung und der Anschlagfläche ausbildet, dadurch begegnet wird, dass über den permanent bestehenden Fluidkanal ein Fluidstrom an dieser dichtenden Anlage vorbei möglich ist. Mit anderen Worten wird die sich aufgrund der Relativbewegung zwischen Druckkolben und Hauptbremszylindergehäuse einstellende Dichtwirkung über einen "Bypass" umgangen, so dass unter Deformation der Ringdichtung im Falle eines Unterdrucks in der Druckkammer bei einer Druckkolben-Rückbewegung spontan ein Druckausgleich stattfinden kann.

Darüber hinaus erleichtert diese permanent bestehende Verbindung auch einen Entlüftungsvorgang einer Bremsanlage, insbesondere eine Pedal-Druckentlüftung mit einer Entlüftungsschraube. Hierbei wird ein Bremskreis dadurch entlüftet, dass bei geöffneter Entlüftungsschraube das Bremspedal betätigt wird, so dass in dem Bremskreis enthaltene Luft ausgepresst wird. Vor dem Pedalrückhub wird die Entlüftungsschraube wieder geschlossen. Der sich dann beim Pedalrückhub in der Druckkammer einstellende Unterdruck wird einfach über den erfindungsgemäßen Fluidkanal abgebaut.

Ferner sieht die Erfindung vor, dass die Anschlagfläche an dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildet ist, wobei die Ringdichtung, in einer an dem Hauptbremszylindergehäuse ausgebildeten Ringnut aufgenommen ist, wobei die Anschlagfläche von einer der Ringnutflanken gebildet ist. Dies bedeutet, dass der Kolben mit im Wesentlichen kreiszylindrischer Außenfläche in dem Hauptbremszylindergehäuse geführt ist und dass die relativ zum Hauptbremszylindergehäuse im Wesentlichen ortsfest gehaltene Ringdichtung auf dem jeweiligen Druckkolben abgleitet.

Es versteht sich, dass von dieser Erfindung sowohl Hauptbremszylinderanordnungen mit lediglich einem Druckkolben als auch Tandem-Hauptbremszylinderanordnungen erfasst sind, bei denen ein Primärdruckkolben sowie ein Sekundärdruckkolben in dem Hauptbremszylindergehäuse verlagerbar geführt sind und eine Primärdruckkammer bzw. eine Sekundärdruckkammer begrenzen. Im Falle einer Tandem-Hauptbremszylinderanordnung kann lediglich einem vorzugsweise aber jedem der Druckkolben eine entsprechende Dichtungsanordnung zugeordnet sein.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass sich der wenigstens eine Fluidkanal durch eine der Ringnutflanken erstreckt. Beispielsweise können in dem Hauptbremszylindergehäuse eine oder mehrere Bohrungen vorgesehen sein, die die Ringnutflanke durchsetzt. Vorzugsweise münden die Bohrungen nahe dem Ringnutgrund in die Ringnut, um zu verhindern, dass sie aufgrund des vorstehend bereits geschilderten Mitnahmeeffekts durch das Anlegen der Ringdichtung an die Ringnutflanke in unbeabsichtigter Weise verschlossen werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ringdichtung in einem achsenthaltenden Schnitt betrachtet ein U-förmiges Profil aufweist, dessen radial äußerer Schenkel an dem Zylindergehäuse und dessen radial innerer Schenkel an dem Druckkolben anliegt, und dass die die beiden Schenkel verbindende Basis des U-förmigen Profils der Ringdichtung der Anschlagfläche zugewandt ist. Diese Gestaltung der Ringdichtung begünstigt wegen der Bewegungsfreiheit der U-Schenkel in Richtung radial einwärts das gewünschte Deformationsverhalten zum Unterdruckabbau, sorgt aber auch für eine zuverlässige Abdichtung bei einem Druckaufbau in der Druckkammer, da die U-Schenkel in der Folge des aufgebauten Drucks an korrespondierende Dichtflächen angepresst werden.

Vorzugsweise kann die Erfindung ferner einen Schlitzring vorsehen, der zwischen der Ringdichtung, insbesondere der Basis, und der Anschlagfläche angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Fluidkanal in oder an dem Stützring ausgebildet ist. Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fluidkanal von einer der Anschlagfläche zugewandten Stufennut in dem Stützring gebildet ist. In diesem Zusammenhang sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Stützring eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung, vorzugsweise in regelmäßigen Winkelabständen, verteilten Fluidkanälen aufweist.

Hinsichtlich der Gestaltung des Stützrings kann ferner vorgesehen sein, dass er aus formstabilem Material, vorzugsweise aus Kunststoff, hergestellt ist. Zur einfachen Montage kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass der Stützring radial unterbrochen ist. In diesem Zusammenhang kann auch vorgesehen sein, dass der Stützring mit Befestigungsmitteln, insbesondere mit einer Rastzahnformation, zum Befestigen an dem Hauptbremszylindergehäuse versehen ist. Dies erlaubt eine einfache und reversible Befestigung des Stützrings an dem Hauptbremszylindergehäuse, insbesondere an einem in die Zylinderausnehmung radial einwärts hineinragenden Kragen, der die Anschlagfläche definiert.

Eine alternative Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Stützring an der der Ringdichtung der Anschlagfläche zugewandten Seite befestigt, vorzugsweise an dieser angeformt, ist.

Alternativ zu der vorstehend geschilderten Ausführungsform oder in Ergänzung hierzu kann gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ferner vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fluidkanal von einer Radialaussparung in der Ringdichtung gebildet ist.

Die Erfindung betrifft ferner einen Stützring für eine Hauptbremszylinderanordnung der vorstehend beschriebenen Art. Der Stützring kann die vorstehend bereits geschilderten Stützringmerkmale aufweisen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar:
1 einen achsenthaltenden Teilschnitt einer Hauptbremszylinderanordnung gemäß der Erfindung;
2 eine vergrößerte Darstellung des in 1 mit II bezeichneten Bereichs;
3 die Darstellung gemäß 3 im Falle eines Unterdruckausgleichs zwischen der Druckkammer und dem Fluidreservoir;
4 eine Einzelteil-Längsschnittdarstellung des Stützrings gemäß 5, betrachtet entlang der Schnittlinie IV-IV;
5 eine Vorderansicht des Stützrings;
6 eine Darstellung entsprechend 2 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 eine Darstellung entsprechend 3 der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
8 eine Darstellung entsprechend 2 einer dritten Ausführungsform der Erfindung und
9 eine Darstellung entsprechend 3 der dritten Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Hauptbremszylinderanordnung in einer achsenthaltenden Teilschnittansicht gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Diese umfasst ein Hauptbremszylindergehäuse 12, in das eine Zylinderausnehmung 14 eingearbeitet ist. In der Zylinderausnehmung 14 ist ein Primärdruckkolben 16 und ein Sekundärdruckkolben 18 entlang der Längsachse A linear verschiebbar geführt.
Der Sekundärdruckkolben 18 stützt sich über eine Rückstellfeder 20 mit verhältnismäßig großer Federsteifigkeit an einem Grund 22 der Ausnehmung 14 ab. Der Primärkolben 16 stützt sich über eine weitere Rückstellfeder 24 am Sekundärkolben 18 ab. Der Primärkolben 16 weist an seinem in 1 linken Ende eine zylindrische Ausnehmung 26 auf, in die das in 1 rechte Ende der Rückstellfeder 24 eingesetzt ist. Auch an seinem in 1 rechten Ende weist der Primärkolben 16 eine zylindrische Ausnehmung 28 auf, die mit Anschlusskomponenten zur Kopplung der Hauptbremszylinderanordnung 10 mit einem Krafteingangsglied oder einem Bremskraftverstärker bzw. einem Bremskrafterzeuger (jeweils nicht gezeigt) koppelbar ist.
Auch der Sekundärkolben 18 weist an seinen beiden Enden Ausnehmungen 30 und 32 auf. In die Ausnehmung 30 mündet das in 1 linke Ende der Rückstellfeder 24, wohingegen in die Ausnehmung 32 das in 1 rechte Ende der Rückstellfeder 20 mündet. Beide Rückstellfedern 24 und 20 stützen sich an einer Zwischenwand 34 ab, die zwischen den beiden Ausnehmungen 30 und 32 angeordnet ist.
Der Primärkolben 16 und der Sekundärkolben 18 besitzen eine jeweils kreiszylindrische glatte Außenumfangsfläche 36 und 38, mit der sie in dem Hauptbremszylindergehäuse 12 dichtend geführt sind. Um eine hinreichend dichte Führung gewährleisten zu können, sind in dem Hauptbremszylindergehäuse 12 jeweils Ringnuten 40, 42, 44, 46 vorgesehen, in die Ringdichtungen 48, 50, 52, 54 eingesetzt sind. Die Ringdichtungen 48, 50, 52 und 54 besitzen jeweils in der Längsschnittansicht entsprechend 1 U-förmiges Profil. Auf den Aufbau und die Funktionsweise der Dichtungen 50 und 54 wird mit Bezug auf 2 und 3 noch im Detail eingegangen. Jedenfalls dienen die Ringdichtungen 48 und 52 dazu, eine von dem Primärkolben 16 mit dem Sekundärkolben 18 und dem Steuerventilgehäuse 12 eingeschlossene Primärdruckkammer 56 in 1 nach rechts auch bei einer Relativbewegung zwischen dem Primärkolben 16 und dem Hauptbremszylindergehäuse 12 dicht abzuschließen. Die Dichtung 52 soll die Primärdruckkammer 56 gegenüber einer von dem Sekundärdruckkolben 18 und dem Hauptbremszylindergehäuse 12 eingeschlossenen Sekundärdruckkammer 58 dicht abschließen.
Die Primärdruckkammer 56 und die Sekundärdruckkammer 58 sind über ein nicht gezeigtes Fluidreservoir mit Hydraulikfluid beschickbar. Das Fluidreservoir ist über die Reservoiranschlüsse 60 und 62 mit dem Hauptbremszylindergehäuse 12 verbunden. Von dem Reservoiranschluss 60 mündet ein Fluidkanal 64 über eine Mündungsöffnung 66 in die Ausnehmung 14 des Hauptbremszylindergehäuses 12 in einem Bereich zwischen den beiden Ringdichtungen 48 und 50. Ebenso mündet ein Fluidkanal 68 von dem Reservoiranschluss 62 in die Ausnehmung 14 in einem Bereich zwischen den beiden Ringdichtungen 52 und 54.
In dem Primärkolben 16 sowie in dem Sekundärkolben 18 ist eine Reihe von Verbindungsbohrungen 70 bzw. 72 vorgesehen, von denen jeweils nur eine im Schnitt gemäß 1 gezeigt ist. Die Verbindungsbohrungen 70 bzw. 72 sorgen für eine fluidische Verbindung zwischen dem nicht gezeigten Fluidreservoir jeweils über einen der Reservoiranschlüsse 60 und 62 zu den jeweils zugeordneten Druckkammern 56 und 58. Sobald aber die Verbindungsbohrungen 70 und 72 aufgrund einer Pedalbetätigung und einer daraus resultierenden Verschiebung von Primärkolben 16 und Sekundärkolben 18 in 1 entlang der Längsachse A nach links an den Ringdichtungen 50 und 54 vorbei gleiten, werden die Verbindungsbohrungen 70 und 72 geschlossen, so dass keine fluidische Verbindung mehr zwischen den Druckkammern 56 und 58 mit dem Fluidreservoir besteht. Bei einer derartigen Bewegung von Primärkolben 16 und Sekundärkolben 18 in 1 nach links kommt es also zum Druckaufbau in den Druckkammern 56 und 58, wobei der aufgebaute Druck zur Betätigung nicht gezeigter Radbremseinheiten über einen nicht gezeigten hydraulischen Bremskreis erfolgen kann. Dieser Druckaufbau bewirkt auch, dass die U-förmigen Dichtungen 50, 52 und 54 jeweils in dem von dem U-Profil umgebenen Hohlraum mit Druck beaufschlagt werden, so dass die beiden U-Schenkel unter dem Druck tendenziell aufgespreizt werden und an den Grund der jeweiligen Ringnut bzw. die Außenumfangsfläche 36 und 38 des Primärdruckkolbens 16 bzw. des Sekundärdruckkolbens 18 gedrückt werden, um so für eine dichtende Verbindung zu sorgen.
Gibt der Fahrer nun das Bremspedal wieder frei, so drücken die verhältnismäßig federsteif ausgebildeten Rückstellfedern 20 und 24 den Primärdruckkolben 16 und den Sekundärdruckkolben 18 in 1 schnell zurück in ihre Ausgangsstellung. Dies bedeutet, dass sich die Primärdruckkammer 56 und die Sekundärdruckkammer 58 schnell expandieren, so dass Hydraulikfluid aus dem nicht gezeigten mit diesen gekoppelten Bremskreis in die Primärdruckkammer 56 und die Sekundärdruckkammer 58 angesaugt wird. Da allerdings die in dem hydraulischen Bremskreis vorhandenen Komponenten, insbesondere die Komponenten eines zugehörigen ESP- und/oder ABS-Systems, auch in ihrer Offenstellung Drosselwirkung haben oder weil im Falle einer aktivierten Hillhold-Funktion ein Rückströmen von Hydraulikfluid aus dem hydraulischen Bremskreis durch das ESP-System gänzlich unterbunden wird, kommt es in der Primärdruckkammer 56 und in der Sekundärdruckkammer 58 vorübergehend zu einem Unterdruck, der ausgeglichen werden muss. Zwar können sich die U-profilförmig ausgebildeten Ringdichtungen 50, 52 und 54 zum Druckausgleich deformieren, wobei sich insbesondere die radial äußeren U-Schenkel nach innen klappen können, so dass Hydraulikfluid zum Druckausgleich an ihnen vorbei strömen kann. Jedoch bleibt diese Eigenschaft der Ringdichtungen 50, 52 und 54 weitgehend wirkungslos, sofern keine Vorkehrungen getroffen werden, die verhindern, dass sich aufgrund der in 1 nach rechts gerichteten Rückbewegung des Primärdruckkolbens 16 und des Sekundärdruckkolbens 18 die Basis der U-profilförmigen Ringdichtungen an die dieser jeweils zugewandte Nutflanke dichtend anlegen und so einen Druckausgleich behindern.
Um diesem Problem zu begegnen sieht die Erfindung Maßnahmen vor, die im Folgenden mit Bezug auf 2 bis 5 sowie hinsichtlich weiterer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf 6 bis 9 beschrieben werden.
2 zeigt den in 1 mit II gekennzeichneten Bereich in vergrößerter Darstellung, man erkennt, dass in die Ringnut 46 neben der Ringdichtung 54 ein Stützring 74 eingesetzt ist, der im Detail in 4 und 5 dargestellt ist. Der Stützring 74 ist stufig gestaltet und besteht aus teilflexiblem elastischem Kunststoff. Er ist an einer Stelle 76 durchbrochen und lässt sich somit elastisch deformieren, insbesondere derart zusammendrücken, dass sein Außenumfang reduziert wird. Dies erleichtert die Montage innerhalb der Ausnehmung 14. Der Stützring 74 besitzt einen – sieht man von der Unterbrechung 76 ab – umlaufenden ringförmigen Stützkörper 78. An seiner in 2 rechten Seite ist an dem Stützring eine Rastzahnformation 80 vorgesehen. Ferner erkennt man in 5, dass in regelmäßigen Winkelabständen in den Stützring 74 sowohl in radialer Richtung, als auch im radial äußeren Bereich in axialer Richtung verlaufende Stufenkanäle 82 eingebracht sind.
Der Stützring 74 wird über seine Rastzahnformation 80 mit einem eine Ringnutflanke 84 definierenden Gehäusebereich 86 verrastet. Hierzu ist der Gehäusebereich 86 an seiner von der Ringnutflanke 84 abgewandten Seite abgeschrägt. Somit ist der Stützring 74 fest, jedoch entfernbar mit dem Hauptbremszylindergehäuse 12 verbunden. Aufgrund der Stufenkanäle 82 besteht eine permanente fluidische Verbindung zwischen dem Fluidkanal 68, der zum Fluidreservoir führt, und einem Bereich 88 nahe dem Ringnutgrund 90.
2 zeigt nun einen Zustand, bei dem die Verbindungsbohrung 72 während einer Bewegung des Sekundärdruckkolbens 18 entsprechend Pfeil P₁ zurück bereits die Ringdichtung 54 passiert hat, so dass eine direkte fluidische Verbindung zwischen dem Fluidreservoir und der Sekundärdruckkammer 58 über den Fluidkanal 68 und die Verbindungsbohrung 72 besteht. Der Pfeil F₁ zeigt, dass es dabei zu einem Druckausgleich zwischen dem Fluidreservoir und der Sekundärdruckkammer 58 kommen kann, indem aus dem Fluidreservoir Hydraulikfluid in die Primärdruckkammer 58 einströmt. In diesem Zustand bleiben die Stufenkanäle 82 im Wesentlichen ohne Wirkung, weil der Druckausgleich zwischen Fluidreservoir und Sekundärdruckkammer 58 unmittelbar über die Verbindungsbohrungen 72 erfolgen kann.
3 zeigt nun ein Stadium nach einem Bremsvorgang, das während einer Rückwärtsbewegung des Sekundärdruckkolbens 18 in die in 1 gezeigte Ausgangsstellung vor Erreichen des in 2 gezeigten Stadiums auftritt. Bei dem Zustand gemäß 3 sind die Verbindungsbohrungen 72 noch von der Ringdichtung 54 abgedeckt, so dass es zu keiner Fluidströmung aus dem Fluidreservoir über die Verbindungsboh rung 72 in die Sekundärdruckkammer 58 kommen kann. Wie vorstehend geschildert, ist aber ein Druckausgleich erforderlich, da es in der Sekundärdruckkammer 58 aufgrund der verhältnismäßig schnellen Rückwärtsbewegung des Sekundärdruckkolbens 18 in Richtung des Pfeils P₂ und des im Verhältnis dazu langsamen Nachströmens von Hydraulikfluid aus dem Bremskreis zu einem Unterdruck kommt.
Die Erfindung sieht nun vor, dass über die permanent vorhandenen Stufenkanäle 82 zwischen der Ringnutflanke 84 und dem Stützring 74 eine Fluidströmung entsprechend Pfeil F₂ in den Bereich 88 nahe dem Ringnutgrund 90 einsetzen kann. Aufgrund des Unterdrucks in der Sekundärdruckkammer 58 wird der radial äußere U-Schenkel 92 von dem Hydraulikfluid radial einwärts gedrückt, so dass sich nahe dem Ringnutgrund 90 eine Fluidströmung entsprechend dem Pfeil F₂ an der Ringdichtung 54 vorbei in die Sekundärdruckkammer 58 entstellen kann. Auf diese Weise kommt es auch in einem derart frühen Stadium der Rückwärtsbewegung des Sekundärdruckkolbens 18, in dem die Verbindungsbohrung 72 noch von der Ringdichtung 54 abgedeckt ist, zu einem zuverlässigen Druckausgleich aufgrund der Gestaltung des Stützrings 74.
Es sei nämlich nochmals darauf hingewiesen, dass aufgrund der Rückwärtsbewegung des Sekundärdruckkolbens 18 entsprechend Pfeil P₂ die Ringdichtung 54 wegen der Reibung zwischen der Außenumfangsfläche 38 und der Ringdichtung 54 von dem Sekundärdruckkolben 18 mitgenommen wird und in Richtung der Ringnutflanke 84 gedrückt wird. Der Stützring 74 verhindert aber ein dichtendes Anlegen der Ringdichtung 54 an die Ringnutflanke 84. Vielmehr legt sich die Ringdichtung 54 an die ihm zugewandte glatte Seite des Stützrings 74 an. Aufgrund der Stufenkanäle 82 kann sich aber dennoch eine Fluidströmung an der Ringdichtung 54 vorbei einstellen.
6 und 7 zeigen nun eine zweite vereinfachte Ausführungsform der Erfindung. Zur Erläuterung dieser Ausführungsform sollen allein die Unterschiede im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 und 3 erläutert werden. Es werden für gleichartige oder gleichwirkende Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet, jedoch mit dem Kleinbuchstaben "a" nachgestellt.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 6 und 7 ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel kein Stützring vorgesehen. Vielmehr ist der Gehäusebereich 86a mit einer Reihe von in Umfangsrichtung verteilten Durchgangsbohrungen 96a versehen, die entsprechend den Stufenkanälen 82 für eine permanente fluidische Verbindung des Bereichs 88a nahe dem Ringnutgrund 90a und dem Fluidreservoir über den Fluidkanal 68a sorgen. Man erkennt, dass in dem Stadium gemäß 7, das dem Stadium gemäß 3 entspricht, das heißt in einem Zustand, in dem die Verbindungsbohrungen durch die Ringdichtung 54a verschlossen sind, ein Druckausgleich über eine Fluidströmung gemäß Pfeil F₂ erfolgen kann, wobei trotz der Rückwärtsbewegung des Sekundärdruckkolbens 18a entsprechend Pfeil P₂ und der dadurch bedingten gegenseitigen dichtenden Anlage der Ringdichtung 54a, insbesondere der Basis 98a des U-Profils, mit der Ringnutflanke 84a eine Bypass-Fluidströmung gemäß Pfeil F₂ durch die Bohrungen 96a erfolgen kann und so ein zuverlässiger Druckausgleich gewährleistet werden kann.
Schließlich zeigen 8 und 9 eine dritte Ausführungsvariante der Erfindung, wobei wiederum die beiden Stadien gemäß 2 und 4 gezeigt sind. Erneut werden die gleichen Bezugszeichen für gleichartige oder gleichwirkende Komponenten wie bei 2 und 3 sowie 6 und 7 verwendet, jedoch mit dem Kleinbuchstaben "b" nachgestellt.
Die Ausführungsform gemäß 8 und 9 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 2 und 3 darin, dass statt eines Stützrings, der über eine Rastzahnformation an dem Hauptbremszylindergehäuse 12b angebracht wird, die Ringdichtung 54b an ihrer Basis 98b mit einem Distanzring 100b versehen ist, der – ähnlich wie der Stützring 74 gemäß 1 bis 5 – in regelmäßigen Winkelabständen mit Stegen 102b versehen ist. Diese sind an einem durchgehenden Ringabschnitt 104b angeformt und springen in axialer Richtung vor. Zwischen den Stegen 102b bilden sich somit wiederum Durchgangskanäle aus, die – ähnlich wie die Stufenkanäle 82 des Stützrings 74 gemäß 1 bis 5 – für eine permanent geöffnete Fluidverbindung sorgen. Dadurch kann eine Fluidströmung aus dem Fluidreservoir über den Fluidkanal 86b zwischen den Stegen 102b hindurch in den Bereich 88b nahe dem Nutgrund 90b gewährleistet werden. Dies führt dazu, dass in der Situation gemäß 9, in der die Verbindungsbohrung 72b noch durch die Ringdichtung 54b verschlossen ist, ein Druckausgleich entsprechend Pfeil F₂ erfolgen kann, wie vorstehend bereits ausführlich erläutert.
Es sei angemerkt, dass die vorstehende Schilderung hinsichtlich der 2 und 3 sowie 6 bis 9 zwar jeweils die Situation am Sekundärdruckkolben 18 beschreibt, jedoch die Funktionsweise der Ringdichtung 54, 54a bzw. 54b in gleicher Weise auf die in 1 gezeigte Ringdichtung 50 am Primärdruckkolben 16 zutrifft, die entsprechend ausgebildet sein kann, wie mit Bezug auf 1 bis 9 beschrieben. Somit kann also auch die Ringdichtung 50 die erfindungsgemäße Druckausgleichsfunktion vorsehen.
Zusammenfassend sei festgestellt, dass durch die erfindungsgemäße Druckausgleichsfunktion der vorstehend mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderte Nachteil eines zeitlich verzögerten Druckausgleichs mit der Folge unerwünschter, am Bremspedal spürbarer Druckimpulse sowie unerwünschter Geräuschentwicklungen verhindert werden kann.
Dieser Effekt zahlt sich insbesondere bei einem schnellen Freigeben des Bremspedals oder bei Fahrzeugen mit einer sogenannten Hillhold-Funktion aus. Im letztgenannten Fall wird nämlich der Bremsdruck in dem hydraulischen Bremskreis von dem ESP-System „eingesperrt", d.h. aufrechterhalten, obgleich der Fahrer bereits das Bremspedal freigegeben hat. In der Folge entsteht in der Druckkammer unter der Wirkung der Rückstellfedern ein Unterdruck, weil kein Hydraulikfluid aus dem Bremskreis nachströmen kann. Es ergibt sich ebenfalls das Erfordernis eines schnellen Druckausgleichs, um unerwünschte Geräuschentwicklungen und Druckimpulse zu vermeiden.

Claims

Hauptbremszylinderanordnung (10) für eine Bremsanlage, insbesondere für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, umfassend: – ein Hauptbremszylindergehäuse (12) mit einer Zylinderausnehmung (14), – wenigstens einen in der Zylinderausnehmung (14) entlang einer Zylinderlängsachse (A) verschiebbar geführten Druckkolben (16, 18), – wenigstens eine zwischen dem Druckkolben (16, 18) und dem Hauptbremszylindergehäuse (12) angeordnete Ringdichtung (48, 50, 52, 54), wobei die Ringdichtung (48, 50, 52, 54) zum Abdichten einer von der Zylinderausnehmung (14) und dem wenigstens einen Druckkolben (16, 18) eingeschlossenen Druckkammer (56, 58) ausgebildet ist, wobei weiter eine Anschlagfläche (84) zum axialen Abstützen der Ringdichtung (48, 50, 52, 54) bei einer Bewegung des Druckkolbens in der Zylinderausnehmung vorgesehen ist und wobei die Ringdichtung (48, 50, 52, 54) zum Druckausgleich deformierbar ist, und wobei wenigstens ein Fluidkanal (82, 96a, 102b) vorgesehen ist, der permanent an einer dichtenden Verbindung zwischen Ringdichtung (50, 54) und Anschlagfläche (84) fluidisch vorbei führt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (84) an dem Hauptbremszylindergehäuse (12) ausgebildet ist, wobei die Ringdichtung (50, 54) in einer an dem Hauptbremszylindergehäuse (12) ausgebildeten Ringnut (42, 44) aufgenommen ist und wobei die Anschlagfläche (84) von einer der Ringnutflanken gebildet ist.
Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine Fluidkanal (96a) durch eine der Ringnutflanken erstreckt.
Hauptbremszylinderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdichtung (50, 54) in einem achsenthaltenden Schnitt betrachtet ein U-förmiges Profil aufweist, dessen radial äußerer Schenkel (92) an dem Hauptbremszylindergehäuse (12) und dessen radial innerer Schenkel an dem Druckkolben (16, 18) anliegt, und dass die die beiden Schenkel verbindende Basis (98a, 98b) des U-förmigen Profils der Ringdichtung (50, 54) der Anschlagfläche (84) zugewandt ist.
Hauptbremszylinderanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Stützring (74), der zwischen der Ringdichtung (50, 54), insbesondere der Basis, und der Anschlagfläche (84) angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Fluidkanal (82) in oder an dem Stützring (74) ausgebildet ist.
Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fluidkanal (82) von einer der Anschlagfläche (84) zugewandten Stufennut in dem Stützring (74) gebildet ist.
Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (74) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung, vorzugsweise in regelmäßigen Winkelabständen, verteilten Fluidkanälen (82) aufweist.
Hauptbremszylinderanordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (74) aus formstabilem elastischem Material, vorzugsweise aus Kunststoff, hergestellt ist.
Hauptbremszylinderanordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (74) radial unterbrochen ist.
Hauptbremszylinderanordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (74) mit Befestigungsmitteln (80), insbesondere mit einer Rastzahnformation (80), zum Befestigen an dem Hauptbremszylindergehäuse (12) versehen ist.
Hauptbremszylinderanordnung (10b) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (100b) an der Ringdichtung (54b) der Anschlagfläche (84b) zugewandten Seite befestigt, vorzugsweise an dieser angeformt, ist.
Hauptbremszylinderanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fluidkanal von einer Radialaussparung in der Ringdichtung gebildet ist.
Hauptbremszylinderanordnung (10a) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fluidkanal von einer die Anschlagfläche (84a) durchsetzenden Bohrung (96a) gebildet ist.
Hauptbremszylinderanordnung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (96a) die Anschlagfläche (84a) nahe dem Ringnutgrund (90a) durchsetzt.
Stützring für eine Hauptbremszylinderanordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 10.