DE1082515B - Hauptzylinder fuer hydraulische Systeme, insbesondere fuer Bremsbetaetigungsanlagen in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hauptzylinder für hydraulische Systeme, insbesondere für Bremsbetätigungsanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einem abgestuften Zylinder, dessen Bohrung von kleinerem Durchmesser mit einer zu betätigenden Einrichtung (z. B. Radbremszylinder) verbunden werden kann und dessen Bohrung von größerem Durchmesser mit einem Flüssigkeitsvorratsbehälter in Verbindung steht oder in Verbindung gebracht werden kann, einem Kolben, der in der Bohrung von kleinerem Durchmesser verschiebbar ist, aber in seiner Ruhestellung sich in der Bohrung von größerem Durchmesser befindet, und einer Kolbendichtung, die an der Arbeitsfläche des Kolbens anliegt.

Beim Betrieb von hydraulischen Bremsbetätigungsanlagen ist stets die Schwierigkeit vorhanden gewesen, Lufteinschlüsse in den Arbeitsmittelleitungen infolge von Leckstellen in den Verbindungsstellen und in den Schlauchanschlüssen sowie auf Grund kleiner Übergänge von Arbeitsmittel zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens in dem Hauptzylinder zu verhindern. Solche Lufteinschlüsse können auch durch Unterdruck in den Arbeitsmittelleitungen verursacht werden, und zwar infolge der Saugwirkung, die bei der Freigabe des Bremspedals sowie beim Zurückgehen des Hauptzylinderkolbens entsteht, sofern keine Mittel vorgesehen sind, um diesen Unterdruck aufzuheben.

Dieses Problem besteht seit der Einführung von Druckmittelbremsen, und es sind zahlreiche Anordnungen in dem Bestreben vorgeschlagen worden, das Problem in möglichst einfacher Weise zu lösen. Eine Einfachheit ist wesentlich, wenn sie mit der Zuverlässigkeit gekoppelt ist, da eine wirksame Bremsung bei sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Fahrzeugen von außerordentlicher Wichtigkeit ist, so daß demgemäß die Einführung von komplizierten Anordnungen weitestgehend vermieden werden muß.

Es ist bekannt, am Kolben eines Hauptzylinders der eingangs genannten Bauart eine Dichtungsmanschette vorzusehen, welche in der Arbeitsrichtung des Kolbens eine größere Wirkung als in der anderen Richtung hat. Diese Dichtungsmanschette besteht aus einem elastischen Ring, der an seiner frei liegenden Fläche mit einer Nut versehen ist, um eine ringför- mige Lippe zu bilden, die durch den auf ihre Vorderseite wirkenden Arbeitsmitteldruck radial nach außen ausdehnbar ist und die sich radial nach innen zusammenziehen soll, wenn auf die Rückseite des Manschettenringes ein Druck ausgeübt wird. Beim Betätigungshub des Kolbens wird die Lippe der Dichtungsmanschette gegen die Wandung des Zylinders gedrückt, und bei der Rückkehr des Kolbens sucht der Druckunterschied in den Räumen vor und hinter der Hauptzylinder für hydraulische Systeme, insbesondere für Bremsbetätigungsanlagen

in Kraftfahrzeugen

Anmelder:
Dunlop Rubber Company Limited, London

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 15,

und Dipl.-Ing. W. Niemann, Hamburg 1, Ballindamm 26,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 31. Dezember 1953

Henry William Trevaskis, Foleshill, Coventry

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Manschette die Lippe von der Zylinderwandung wegzudrücken, so daß das Arbeitsmittel in umgekehrter Richtung an der Lippe vorbeifließen kann.

Eine solche mit einer Umfangslippe versehene Dichtungsmanschette weist jedoch den Nachteil auf, daß, sobald das natürliche Federungsvermögen des Materials, aus welchem sie gebildet ist, sich zu vermindern beginnt, ihre Wirksamkeit rasch verlorengeht. Dieser Verlust an Wirksamkeit führt schließlich zu ihrer Unfähigkeit, einen flüssigkeitsdichten Abschluß mit der Wandung des Zylinders herzustellen. Diese sich zunehmend vermindernde Wirksamkeit kann zu einem vollständigen Versagen der Bremsanlage führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher den Nachteil des bekannten Hauptzylinders nicht aufweist und nicht nur äußerst einfach ausgebildet ist. sondern auf Grund seiner hohen Zuverlässigkeit stets ein einwandfreies Arbeiten gewährleistet.

Gemäß der Erfindung ist die Kolbendichtung von einer etwa planparallelen Scheibe gebildet, welche zwischen der radial verlaufenden Arbeitsendfläche des Kolbens und einem dampfdomförmigen Teil gehalten ist und eine derartige Elastizität aufweist, daß sie beim Betätigen des Kolbens zum Unterdrucksetzen der in der den kleineren Durchmesser aufweisenden Zylinderbohrung befindlichen Flüssigkeit an die ra-

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dial verlaufende Endfläche des Kolbens gepreßt wird und ihr Umfang in flüssigkeitsdichte Berührung mit der Wandung der Bohrung kommt, während bei der entgegengesetzten Bewegung des Kolbens die Scheibe von der Wandung der Bohrung weg über den dampfdomförmigen Teil gebogen wird, um den Flüssigkeitsfluß aus dem Vorratsbehälter zu der Bohrung zu gestatten.

Die Scheibe befindet sich in ihrem entspannten Zustand, wenn auf sie kein Druck oder ein Überdruck einwirkt, während sie eine Verformung aus ihrer entspannten Lage nur dann erfährt, wenn ein Unterdruck in der Zylinderbohrung kleineren Durchmessers auftritt. Daher ist die Scheibe keinen ihre Gestalt kontinuierlich ändernden Zusammenziehungen und Ausdehnungen unterworfen, so daß ihre Lebensdauer und Zuverlässigkeit gegenüber der bekannten ringförmigen Manschette mit Umfangslippe beträchtlich erhöht sind.

Wenn der Kolben in der Arbeitsrichtung verschoben wird, tragen die Reibung des Umfangs der Scheibe an der Zylinderwandung, der auf sie wirkende Flüssigkeitsdruck und die natürliche, etwa planparallele Gestalt der Scheibe sämtlich dazu bei, eine wirksame Abdichtung zwischen der Scheibe und der Zylinderwandung zu gewährleisten. In der entgegengesetzten Richtung, d. h. bei der Rückkehrbewegung des Kolbens, bewirkt die Reibung des Umfangs der Scheibe an der Zylinderwandung, daß der Scheibenumfang hinter dem Kolben zurückbleibt und die Scheibe um den dampfdomförmigen Teil gebogen wird, so daß sie einen entgegengesetzten Flüssigkeitsfluß aus dem Vorratsbehälter gestattet, um irgendeinen Verlust an Flüssigkeit zu ergänzen, bevor sich ein merklicher Unterdruck in dem hydraulischen System entwickeln kann. Infolge dieser Ausbildung und auf Grund des Umstandes, daß die Scheibe, wenn auf sie in der Arbeitsrichtung der Flüssigkeitsdruck wirkt, durch die ebene, radial verlaufende Endfläche des Kolbens abgestützt ist, kann die Scheibe verhältnismäßig leicht und biegsam sein, so daß sie in beiden Richtungen auf viel geringere Druckunterschiede als die Dichtungsmanschette bei der bekannten Vorrichtung anspricht. Der dampfdomförmige Teil gewährleistet außerdem, daß das Biegen der Scheibe sanft und allmählich erfolgt, wodurch plötzliche Änderungen ihrer Gestalt vermieden werden, welche dazu führen könnten, daß die Scheibe geschwächt und schließlich eine bleibende Verformung der Scheibe verursacht wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Darstellung gebracht.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht eines gemäß der Erfindung ausgeführten Hauptzylinders, von dem ein Teil weggeschnitten ist, um seine Ausbildung besser wiederzugeben.

Fig. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilansicht desjenigen Teiles des in Fig. 1 dargestellten Hauptzylinders, der innerhalb des eingezeichneten Kreises enthalten ist.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Hauptzylinder einen Körper 1, der in der Mitte mit einer zylindrischen Bohrung oder Aussparung 2 versehen ist, die sich durch den Körper hindurch erstreckt. Diese Aussparung 2 steht vermittels einer Leitung 3 mit einem einstückig mit dem Körper ausgebildeten Flüssigkeitsvorratsbehälter 4 in Verbindung, der mit einer das Austreten von Flüssigkeit verhindernden Füllkappe 5 versehen ist. Der Körper 1 ist mit (nicht dargestellten) Ansätzen versehen, durch die er an einem Befestigungsteil so festgelegt werden kann, daß der Behälter 5 im wesentlichen senkrecht über dem Körper angeordnet ist.

Ein Deckel 6 ist mit dem einen Ende des Körpers 1 flüssigkeitsdicht verbunden, und dieser Enddeckel 6 ist einstückig mit einer Buchse 7 versehen, welche gleichachsig in die Aussparung 2 des Körpers 1 hineinpaßt. Die Bohrung 8 der Buchse 7 bildet den Arbeitszylinder des Hauptzylinders, während das andere Ende der Aussparung 2 in dem Körper 1 gemäß vorstehender Beschreibung mit dem Vorratsbehälter 4 in Verbindung steht. Eine in dem Enddeckel 6 vorgesehene Tülle 9 kann den Hauptzylinder mit einer zu betätigenden Einrichtung, beispielsweise einer Fahrzeugradbremse, verbinden.

Eine Buchse 10 ist flüssigkeitsdicht in das vom Deckel 6 abgewandte Ende der Aussparung 2 in dem Körper 1 eingepaßt, und eine Druckstange 11 ist verschiebbar und flüssigkeitsdicht durch die Buchse 10 hindurchgeführt. Eine Kappe 12 ist auf das aus der Aussparung 2 herausragende Ende der Stoßstange 11 aufgepaßt, und eine schraubenlinienförmige Druckfeder 13 ist zwischen die Kappe 12 und das benachbarte Ende des Körpers 1 eingesetzt. Ein an der Kappe 12 befestigter zylindrischer Schutzteil 14 ist auf dem benachbarten Ende des Körpers 1 verschiebbar und verhindert, daß Schmutz od. dgl. die Feder 13 beeinflußt. Die Druckstange 11 ist mit einer Gewindebohrung versehen, mit welcher ein Pedal od. dgl. in Arbeitsverbindung gebracht werden kann.

Das von der Kappe 12 entfernt liegende Ende der Druckstange 11 ist mit einem Teil 15 von verkleinertem Durchmesser versehen, auf den ein Kolben 16 aufgepaßt ist, der sich gegen eine Schulter 17 legt, welche dijrch den Teil 15 von verkleinertem Durchmesser gebildet ist. Der Kolben 16 befindet sich in der Aussparung 2 des Körpers 1, wenn der Hauptzylinder nicht arbeitet, jedoch hat er in dem Arbeitszylinder, d. h. innerhalb der Bohrung 8 der Buchse 7 einen gleitenden Paßsitz. Eine Dichtungsscheibe 18., die auf den Teil 15 von verkleinertem Durchmesser aufgepaßt ist und sich gegen die eine Seite des Kolbens 16 legt, hat einen flüssigkeitsdichten Paßsitz in dem Arbeitszylinder 8. Die Dichtungsscheibe 18 wird in ihrer Lage durch einen Halteteil 19 gehalten, der auf den Teil 15 von verkleinertem Durchmesser der Stoßstange 11 verschiebbar aufgesetzt ist und durch einen Splintzapfen 20 in seiner Stellung gehalten wird. Dieser Halteteil 19 weist ein in dem Arbeitszylinder 8 verschiebbares zylindrisches Glied auf, welches jedoch an seinem äußeren Umfang mit Nuten 21 versehen ist, um den Durchgang von Flüssigkeit zu gestatten. Die der Dichtungsscheibe benachbarte Seite des Gliedes ist, wie bei 22 in Fig. 2 angedeutet, dampfdomförmig gestaltet, um der Dichtungsscheibe 18 zu gestatten, sich gegen den Halteteil 19 zu verbiegen.

Die Ausführung der Teile ist derart, daß, wenn die Betätigungskraft von der Kappe 12 weggenommen wird, die Feder 13 den Kolben 16 aus dem Arbeitszylinder 8 heraus in die Aussparung 2 des Körpers 1 zurückbewegt. Die Dichtungsscheibe 18 ist jedoch noch gerade innerhalb des Arbeitszylinders angeordnet, und der Halteteil 19 liegt ebenfalls innerhalb des Arbeitszylinders, wo er als Führung arbeitet, um eine Mißausrichtung des Kolbens 16 zu verhindern.

Die Arbeitsweise des Hauptzylinders ist folgende: Beim Eindrücken der Kappe 12 gegen die Feder 13 wird der Kolben 16 in den Arbeitszylinder 8 gedrückt, und durch die Erhöhung des Druckes gegen die Dich-

tungsscheibe 18 wird diese gegen den Kolben 16 hin abgeflacht und verhindert, daß Flüssigkeit an ihrem Umfang vorbeisickert. Die Flüssigkeit in dem Arbeitszylinder 8 und in der mit ihm verbundenen Anlage wird daher unter Druck gesetzt. Beim Wegnehmen der Betätigungskraft von der Kappe 12 bewegt die Feder 13 den Kolben 16 in seine unwirksame Stellung außerhalb des Arbeitszylinders 8. Falls während des Arbeitshubes des Kolbens 16 Flüssigkeit aus der Anlage verloren gegangen ist oder falls in einem Bremssystem die Reibungskissen abgenutzt worden sind, so daß eine entsprechende Flüssigkeitsmenge aus dem Vorratsbehälter 4 zugeführt werden muß, um die Anlage wieder aufzufüllen, dann ist der Druck in der, Anlage und auf der Arbeitsseite der Dichtungsscheibe 18 kleiner als der auf der anderen Seite der Scheibe herrschende Druck auf Grund der statischen Flüssigkeitshöhe im Vorratsbehälter 4. Diese Druckdifferenz veranlaßt daraufhin, daß die Dichtungsscheibe 18 gegen den dampfdomförmigen Teil des Halteteiles 19 gedrückt wird, wodurch ermöglicht wird, daß Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 4 am Umfang der Scheibe 18 vorbeifließt, um die Anlage wieder aufzufüllen. Wenn dies erreicht ist, wird zu Beginn eines weiteren Druckhubes die Dichtungsscheibe 18 wieder gegen den Kolben 16 abgeflacht, um mit der Wandung des Arbeitszylinders 8 eine flüssigkeitsdichte Berührung herzustellen, damit ein weiterer Arbeitshub vor sich gehen kann.

Ein Vorteil von Hauptzylindern gemäß der Erfindung besteht darin, daß sie leicht und kompakt ausgebildet sind; des weiteren ist die Dichtungsscheibe so ausgeführt, daß es unwahrscheinlich ist, daß Luftblasen von ihr eingeschlossen werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hauptzylinder für hydraulische Systeme, insbesondere für Bremsbetätigungsanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einem abgestuften Zylinder, dessen Bohrung von kleinerem Durchmesser mit einer zu betätigenden Einrichtung (z. B. Radbremszylinder) verbunden werden kann und dessen Bohrung von größerem Durchmesser mit einem Flüssigkeitsvorratsbehälter in Verbindung steht oder in Verbindung gebracht werden kann, einem Kolben, der in der Bohrung von kleinerem Durchmesser verschiebbar ist, aber in seiner Ruhestellung sich in der Bohrung von größerem Durchmesser befindet, und einer Kolbendichtung, die an der Arbeitsfläche des Kolbens anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbendichtung von einer etwa planparallelen Scheibe (18) gebildet ist, welche zwischen der radial verlaufenden Arbeitsendfläche des Kolbens (16) und einem dampfdomförmigen Teil (22) gehalten ist und eine derartige Elastizität aufweist, daß sie beim Betätigen des Kolbens zum Unterdrucksetzen der in der den kleineren Durchmesser aufweisenden Zylinderbohrung (8) befindlichen Flüssigkeit an die radial verlaufende Endfläche des Kolbens gepreßt wird und ihr Umfang in flüssigkeitsdichte Berührung mit der Wandung der Bohrung kommt, während bei der entgegengesetzten Bewegung des Kolbens die Scheibe von der Wandung der Bohrung weg über den dampfdomförmigen Teil gebogen wird, um den Flüssigkeitsfluß aus dem Vorratsbehälter (4) zu der Bohrung zu gestatten.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dampfdomförmige Teil (22) sich an einem in der Bohrung (8) mit dem kleineren Durchmesser verschiebbaren, zum Führen des Kolbens (16) dienenden Glied (19) befindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 802 494;
USA.-Patentschriften Nr. 1 819 482, 2 433 213.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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