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Druckwandler, insbesondere für hydraulische Bremsbetätigungsanlagen
in Kraftfahrzeugen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckwandler,
insbesondere für hydraulische Bremsbetätigungsanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einem
Zylinder und einem in diesem Zylinder verschiebbaren zweistufigen Stufenkolben,
bei dessen Teil mit größerem Durchmesser ein Dichtungsring angeordnet ist, der den
Zylinderraum in zwei Kammern unterteilt, und dessen Teil mit kleinerem Durchmesser
in einer in dem betreffenden Zylinderende vorgesehenen Bohrung geführt ist, so daß
der Stufenkolben einer dieser Kammern die Stirnfläche seines Teiles mit dem größeren
Durchmesser und der anderen Kammer eine Ringfläche zuwendet, die sich aus dem Durchmesserunterschied
der beiden Kolbenteile ergibt, wobei die erstgenannte Kammer mit einer hydraulischen
Druckmittelquelle und die andere Kammer mit einer Einrichtung verbunden ist, in
welcher der umgewandelte Druck ausgenutzt wird, und wobei der erwähnte Dichtungsring
ein die Verbindung zwischen den beiden Kammern regelndes Ventil darstellt und der
Stufenkolben unter der Wirkung einer seiner Bewegung in Richtung auf die zweite
Kammer hin entgegenwirkenden Feder von bestimmter Vorspannung steht.
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Bekanntlich sind Druckverstärker zwischen einer Pumpe bzw. dem Hauptzylinder
und einer von diesen betätigten Einrichtung, z. B. den Radzylindern, angeordnet.
Dabei ist die von der Stirnfläche des Teiles größeren Durchmessers des Stufenkolbens
abgegrenzte Kammer mit dem Druckraum der Pumpe bzw. des Hauptzylinders verbunden
und wird als Niederdruckraum des Verstärkers bezeichnet. Die andere, durch die Ringfläche
des Teiles kleineren Durchmessers des Stufenkolbens abgegrenzte Kammer ist mit der
zu betätigenden Einrichtung, z.B. Druckzylindern, verbunden und als zum sekundären
Kreislauf gehörende Hochdruckkammer bezeichnet.
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Bei bekannten Druckverstärkern, auch bei solchen, bei denen das die
Verbindung zwischen den beiden Kammern steuernde Ventil, wie oben erwähnt, durch
den an dem Teil mit größerem Durchmesser des Stufenkolbens an 'geordneten Dichtungsring
gebildet ist, öffnet sich das Ventil bei dem Rückhub des Stufenkolbens erst bei
Ende des Rückhubes. Dies hat zur Folge, daß beim Rückhub des Stufenkolbens die Druckflüssigkeit
ungehindert in den Druckraum des Hauptzylinders zurückkehrt und somit die Auffüllung
des Bremssystems mit Druckflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter des Hauptzylinders
mangels ausreichenden Unterdruckes innerhalb kurzer Zeit nicht möglich ist. Ferner
sind die bekannten Druckverstärker und insbesondere ihre die Verbindung zwischen
den .Nieder- und Hochdruckräumen steuernden Ventile baulich verwickelt und daher
kostspielig.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen billigen
und einfachen Druckwandler (sowohl für Druckverstärkung als auch Druckminderung)
zu schaffen, der ein sicheres Auffüllen des Bremssystems mit Druckflüssigkeit aus
dem Vorratsbehälter des Hauptzylinders gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Dichtungsring
gegen die Flanken und den Grund der ihn aufnehmenden ringförinigen Nut des Stufenkolbens
Spiel auiweist und der Ringraum dieser Nut mit der zweitgenannten anderen Kammer
durch ständig offene Kanäle und mit der erstgenannten einen Kammer durch einen zwischen
dem Stufenkolben und der Innenwandung des Zylinders vorgesehenen Ringspalt sowie
durch mindestens einen weiteren Kanal innerhalb der Zylinderwandung verbunden ist,
so daß jeweils entweder nur dieser Kanal oder die weiteren Kanäle oder auch der
Ringspalt durch den Dichtungsring abschließbar sind.
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Auf diese Weise wird der Rückstrom der Druckflüssigkeit von den Radzylindern
über den Druckwandler zum Hauptzylinder hin im Druckwandler gedrosselt, während
beim Betätigungshub der Flüssigkeitsstrom vom Hauptzylinder über den Druckwandler
zu
den Radzylindern hin im wesentlichen ungedrosselt erfolgt.
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Die Ausgestaltung eines Ventils als ein von einem Kolben getrageneer
Dichtungsring ist zwar an sich bekannt und bei Hauptzylindern verwendet, doch dient
im Hauptzylinder der axialbeweglich oder schwimmende, als Ventil wirkende Dichtungsring
zur Steuerung der Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter und dem Druckraum des
Hauptzylinders und öffnet unter der Saugwirkung beim Rückwärtshub des zugehörigen
Kolbens, während bei der Erfindung der Dichtungsring sich unter dem Flüssigkeitsstrom
vom Haupzylinder öffnet und das durch den Dichtungsring gebildete Ventil als Drosselorgan
für die in den Hauptzylinder zurückkehrende Flüssigkeit wirkt.
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Es ist ferner gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die ringförmige
Nut für den Dichtungsring mit der genannten einen Kammer über mindestens
eine radiale Bohrung und eine anschließende axiale Bohrung innerhalb der Zylinderwandung
in Verbindung steht und daß die radiale Bohrung so angeordnet ist, daß sie die genannten
beiden Kammern miteinander verbindet, wenn der Stufenkolben sich in seiner Ruhestellung
befindet, in welcher er gegen einen die genannte eine Kammer stirnseitig
abschließenden Stopfen anstößt und der Dichtungsring gleichzeitig voll gegen die
radiale Schulter der Nut anlieg welche dem Stopfen benachbart ist, wobei weiterhin
die genannte Kammer nach außen durch einen auf den Zylinder stirnseitig aufgeschraubten
kappenförmigen Stopfen abgeschlossen ist, welcher eine axiale Bohrung aufweist,
die -über eine Gewindebohrung diese Kammer mit einem Hauptzylinder verbindet,
und wobei die radiale Bohrung in einen ringförmigen Zwischenraum mündet, der zwischen
der Innenwand des kappenförmigen Stopfens und der Außenwand des benachbarten Endes
des Zylinders gebildet wird.
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Ein besonderes Erfindungsmerkmal kennzeichnet sich dann dadurch, daß
der Teil des Stufenkolbens mit dem'großen Durchmesser innerhalb eines ringförmigen
Ansatzes des zugeordneten Stopfens geführt ist.
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. Vorteilhaft kann gemäß der Erfindung weiterhin vorgesehen
sein, daß der Zylinder mit einem seitlichen Ansatz versehen ist, welcher eine Gewindebohrung
aufweist, deren Grund über eine radiale Bohrung in der Zylinderwand ständig mit
der genannten einen Kammer und über eine radiale Ausgleichsbohrung in, der
Zylinderwand mit der anderen Kammer in Verbindung steht, wenn der Stufenkolben sich
in seiner Ruhestellung befindet, in der er gegen den zugeordneten Stopfen unter
dem Druck der Gegendruckfeder anliegt, bzw. daß der Teil des Stufenkolbens mit größerem
Durchmesser in einer Buchse geführt ist die von der Innenwandung des Zylinders an
dieser Stelle gehalten wird, und daß diese Buchse an ihrem dem Stopfen gegenüberliegenden
Ende radiale Ausnehmungen aufweist, von denen jede mit einer Längsnut in
Verbindung steht, die sich axial an der Außenfläche der Buchse zum entgegengesetzten
Ende derselben erstreckt.
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Der - Dichtungsring nach der Erfindung öffnet die Verbindung
zwischen dem Hochdruckraum für die Radzylinder und dem Niederdruckraum für den Hauptzylinder
unter der Wirkung des Förderflusses vom Hauptzylinder und hält diese Verbindung
während des ganzen Rückhubes des Stufenkolbens unter der Belastung der Druckfeder
offen. Mit diesem Dichtungsring wird der Flüssigkeitsrückfluß in Richtung zum Hauptzylinder
gedrosselt, wenn nämlich bei Aufheben des Betätigungsdruckes der Stufenkolben unter
starker Federbelastung schnell zurückgeführt wird. Es entsteht somit im Sekundärkreis
(zwischen Hauptzylinder und Radzylindern) ein Unterdruck. Dadurch kann der Hauptzylinder
während des Rückgangs des Stufenkolbens im Druckwandler Druckflüssigkeit vom Reservebehälter
in seinen Druckraum ansaugen und durch eine Anzahl aufeinanderfolgender Pumpvorgänge
das Bremssystem zusätzlich auffüllen.
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Die oben beschriebene Wirkung kann mit den bekannten Druckverstärkern
nicht erreicht werden, da bei ihnen das Ventil eine axiale Bohrung in dem Stufenkolben
unter Federbelastung abschließt und nur am Ende des Kolbenrückhubes mechanisch ein
mit dem Zylinderboden verbundener Vorsprung geöffnet wird.
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Es ist auch ein Druckverstärker bekannt, bei dem der Teil größeren
Durchmessers des Stufenkolbens eine elastische Ringpackung trägt, welche bei Kolbenvorschub
die Verbindung zwischen Nieder- und Hochdruckkammer durch einen radialen, in der
Zylinderwand ausgesparten Spalt absperrt. Bei diesem Druckverstärker ist aber die
Ringpackung in bezug auf den Stufenkolben unbeweglich, und die Verbindung zwischen
den beiden Kammem wird beim Kolbenrückhub nur am Ende dieses Rückhubes freigegeben,
weshalb die Vorteile des erfindungsgemäßen Druckverstärkers nicht erreichbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen näher
dargestellt, und zwar zeigen F i g. 1 bis 5 von Ausführungsformen
des erdungsgemäßen Druckwandlers, F i g. 6 einen Längsschnitt einer weiteren
Ausführungsforin der Erfindung, F i g. 7 einen Längsschnitt einer gegenüber
F i g. 6
abgeänderten Ausführungsform, F i g. 8 einen Längsschnitt
einer weiteren Ausführungsform, F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie VII-VII
in Fig. 8,
F i g. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig.
8,
Fig. 11 eine Seitenansicht einer Einzelheit der Fi g. 8,
F
i g. 12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII in Fig. 11,
Fig.
13 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform und F i g. 14
einen Schnitt nach der Linie XIV-XIV in Fig. 13.
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In den verschiedenen Figuren sind einander entsprechende Teile mit
den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
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Der in F i g. 1 gezeigte Zylinder 1 weist zwei
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schnitte auf, die voneinander in ihren Bohrungen d, bzw. d2 abweichen,
und ist an seinem Ende durch eine Gummistaubkappe 3 abgeschlossen.
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Ein Stufenkolben 4, der in seinen Durchmessern im wesentlichen den
Bohrungen des Zylinders 1 entspricht, ist in diesem entgegen der Wirkung
einer Druckfeder 5 bewegbar. Mit B ist eine Niederdruckkammer bezeichnet,
die mit einem nicht gezeigten Hauptzylinder in Verbindung steht. Ein Ringraum
A
zwischen der Innenwandung des Zylinderabschnitts mit der Bohrung d, und
dem Kolbenabschnitt mit annähernd
einem Durchmesser d. wirkt
als Hochdruckkammer, die mit den nicht gezeigten Radzylindem in Verbindung steht.
Der Kolbenabschnitt, welcher im wesentlichen den Durchmesser d. hat, ist
in einer axialen durchgehenden Bohrung in der dem Stopfen 2 abgekehrten Wand des
Zylinders geführt. Eine Kammer E, die durch eine der Gewichtserspamis dienenden
Bohrung im Stufenkolben 4 und durch den durch die Staubkappe 3 begrenzten
Raum gebildet wird, schließt Luft von atmosphärischem Druck ein.
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Wenn sich der Stufenkolben 4 entgegen der Wirkung der Druckfeder
5 bewegt, sind die KammernB, A
voneinander durch einen Dichtungsring
6 getrennt, der durch eine Zwischenlegscheibe 7 in seiner Lage gehalten
wird, gegen die sich die Druckfeder 5 abstützt. Die Kammer A und
E sind voneinander durch einen Gummiring 8 abgedichtet, der mittels
einer Zwischenlegscheibe 9 durch die Druckfeder 5 in seiner Lage gehalten
wird. Die Gegendruckfeder 5 ist in der Hochdruckkammer A unter Vorspannung
angeordnet, die den Umschaltpunkt des Druckverstärkers bestimmt, und stützt sich
an ihrem einen Ende gegen den Zylinder 1 mittels der Zwischenlegscheibe
9
und an ihrem anderen Ende gegen den Kopfteil des Stufenkolbens 4 mittels
der Zwischenlegscheibe 7 ab.
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Der Dichtungsring 6 befindet sich in einer geeigneten ringförmigen
Nut 4 a, der am Kopfteil des Stufenkolbens 4 vorgesehen ist, mit einem gewissen
axialen und radialen Spiel.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Während
der Annäherung der Backen an die Trommeln fließt Druckflüssigkeit durch eine Gewindebohrung
15 im Stopfen 2, welche durch eine nicht gezeigte Leitung mit dem Hauptzylinder
in Verbindung steht, und durch eine Querausnehmung 17 in der Fläche des Stopfens
2 benachbart dem Kolben 4, ein Spiel 21 zwischen dem Kopf des Stufenkolbens 4 und
der Innenwandung des Abschnittes mit der großen Bohrung d. des Zylinders
1 und den Durchlaß 22, 23 zwischen dem Dichtungsring 6 und
der Seiten- und Bodenwand des Ringraumes 4 a und erreicht dann durch axiale Ausnehmungen
24 in der Zwischenlegscheibe 7 oberhalb des Spiels 23 die Hochdruckkammer
A. 20 bezeichnet Gewindebohrungen zum Anschluß an nicht dargestellte Leitungen,
die mit den Radbremszylindem in Verbindung stehen.
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Während dieser Betriebsstufe wirkt der Flüssigkeitsdruck auf den Dichtungsring
6 und preßt diesen radial gegen die Innenfläche des Zylinders 1 und
insbesondere gegen die dem Stopfen 2 abgekehrte Seitenwand der Nut 4 a, die
durch die Zwischenlegscheibe 7
mit den Ausnehmungen 24 gebildet wird. Wenn
sich der Stufenkolben 4 entgegen der Wirkung der Feder 5
zu bewegen beginnt,
hat die Druckflüssigkeit das Bestreben, aus der Kammer A zur Kammer B zu
fließen, wobei der Dichtungsring 6 gegen die Seitenwand der Nut 4 a zurückgedrückt
wird, die dem Stopfen 2 zugekehrt ist, wodurch der Durchlaß 22 geschlossen und die
Verbindung zwischen den Kammern A und B unterbrochen wird.
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Von diesem Umschaltpunkt an beginnt nun die Druckerhöhung. Wenn der
Stufenkolben 4 bei der Freigabe des Bremspedals wieder seine Ausgangsstellung einnimt,
verhindert der restliche Druck pi in der Kammer A die Wiederherstellung der
Verbindung dieser Kammer mit der Kammer B über den Durchlaß 22. Die Druckflüssigkeit
kann jedoch trotzdem aus der Kammer A zur Kammer B durch eine enge radiale
Bohrung 25, welche durch einen Teil eines Stopfens 26 abgeschlossen
ist, und durch eine axiale Bohrung 27 fließen, welche mit der Kammer B in
Verbindung steht, die beide durch die Zylinderwandung in der Nähe der Kammer B gebohrt
sind. Damit werden die Bremsbacken -mit Sicherheit von den Bremstrommeln abgehoben.
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Die Bohrung 25 ist so angeordnet, daß sie mit der Innenseite
der Nut 4 a und mit der Kammer A nur in Verbindung steht, wenn der Stufenkolben
4 gegen den Stopfen 2 anliegt und der Dichtungsring 6 sich gleichzeitig in
Anlage an der Seitenwand der Nut 4 a,
die dem Stopfen 2 zugekehrt ist, in
Anlage befindet.
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Die in F i g. 2 gezeigte Anordnung ist der vorangehend beschriebenen
Ausführungsform im wesentlichen ähnlich. Der Stopfen 26 und die Bohrung
27
können weggelassen werden, da die Verbindung zwischen den Kammern B und
A über die Bohrung 25
hergestellt wird. Dies wird durch den Umstand
ermöglicht, daß der Stopfen die Form einer Kappe hat, welche auf die Außenseite
des Gehäuses des Zylinders 1 aufgeschraubt und in der Nähe ihres Bodens mit
einem Teil ausgebildet ist, dessen Innendurchmesser den Außendurchmesser eines Endes
1 a des in die Kappe ragenden Zylinders überschreitet, so daß ein mit der
Kammer B in Verbindung stehender ringförmiger Zwischenraum 82 a vorhanden ist, welcher
die axiale Bohrung 27 in der Vorrichtung nach F i g. 1
ersetzt.
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Eine Abänderungsforin der in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen
Vorrichtung, die mit der in F i g. 2 gezeigten Anordnung verwendet werden
kann, ist in F i g. 3 gezeigt.
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Im Gegensatz zur vorangehend beschriebenen Anordnung ist die Gegendruckfeder
5 zum Teil in der der Gewichtsersparnis dienenden Bohrung im Kolbenteil mit
dem kleineren Durchmesser, der im wesentlichen gleich d. ist, angeordnet
und stützt sich an ihrem einen Ende am Boden dieser Bohrung und an ihrem anderen
Ende an einem Stopfen 34 ab, der durch einen Sprengring 35 gehalten wird,
welcher das dem Stopfen 2 abgekehrte Ende des Zylinders 1 abschließt.
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Eine Hilfsfeder 36, die in der Hochdruckkammer A
angeordnet
ist, hält einerseits einen Ring 8 und einen Teller 37 für diesen und
wirkt andererseits auf den Stufenkolben 4.
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Die Bewegung des Stufenkolbens 4 während des Betätigungshubes kann
unabhängig von den Eigenschaften der Druckfeder 36 dadurch verzögert werden,
daß statt der Staubkappe 3 ein starrer Deckel verwendet wird und die Kammer
E mit einer Flüssigkeit gefüllt wird, welche über ein geeignetes Ventil mit
einem Behälter unter atmosphärischem Druck verbunden ist, der zweckmäßig der Vorratsbehälter
für den Hauptzylinder sein kann.
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Ein weiteres Verfahren zur Verlangsamung der Bewegung des Stufenkolbens
4 im Falle einer raschen Annäherung ist in F i g. 4 angegeben, welche einen
Druckverstärker zeigt, der der Ausführungsform nach F i g. 3 ähnlich ist.
Eine ringförmige Hochdruckkammer ist in eine Hauptkammer A und in eine Hilfskammer
A' unterteilt, welche dadurch gebildet wird, daß der Kolben in einem bestimmten
Abstand von seinem den Ring 6 tragenden Teil mit einem Flansch 94
b versehen ist, dessen Außendurchmesser
geringfügig kleiner
ist als der Durchmesser d, der Kammer A (s. linke Hälfte der F i
g. 4). Der Flansch hat eine ringförmige Nut, in der sich ein Gummiring
39 mit axialem und radialem Spiel befindet. Die Hilfsfeder 36 stützt
sich gegen den Flansch 94 b ab und hält mittels eines Tellers 37 einen
Dichtungsring 8,
der mit der Bohrung d. der Kammer A abdichtet.
Der Gummiring 39 dichtet an der Bohrung d, ab.
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Die Verbindung der beiden Kammern ist ständig durch eine enge Bohrung
40 und Bohrungen 41 im Flansch 94 b gewährleistet. Der Gesamtquerschnitt
der Bohrungen 41 ist wesentlich größer als derjenige der engen Bohrung 40. Die Bohrungen
40 und 41 sind so angeordnet, daß sie in keinem Falle durch den Ring 39 geschlossen
werden können. Ferner stehen die Bohrungen 40 und 41 über das Spiel zwischen dem
Ring 39 und dem Grund der ringförmigen Nut im Flansch 46 miteinander in Verbindung.
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Wenn sich der Stufenkolben 94 bewegt, wird die Druckflüssigkeit von
der Kammer A' zur Kammer A
ausschließlich durch die eine Drosselung
bewirkende enge Bohrung 40 verdrängt, da der Ring 39 eine Strömung durch
das genannte Spiel verhindert. Dies ergibt eine Bremswirkung für den Stufenkolben
94, die um so stärker ist, je höher dessen Geschwindigkeit ist. Die Rückführung
des Stufenkolbens 94 wird nicht behindert, da die Druckflüssigkeit aus der Kammer
A in die Kammer A' durch das Spiel zwischen dem Ring 39 und dem Grund
der ringförmigen Nut im Flansch 94 b sowie durch die Öffnungen 41 im wesentlichen
ungehindert fließen kann.
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Wenn eine rasche Rückführung des Stufenkolbens nicht wesentlich ist,
können der Ring 39 und die Bohrungen 40,41 weggelassen werden, in welchem
Falle die Verengung zwischen den Kammern A und A'
durch eine
geeignete Ausbildung eines Flansches am Stufenkolben 94 mit geringem Spiel 42 zur
Bohrung dl, wie auf der rechten Seite der F i g. 6 angegeben, erzielt werden
kann.
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Die Ableitung der Hilfskammer A' kann durch das Herausschrauben
einer geeigneten Schraube 43 geschehen.
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Bei der Ausführungsforrn nach F i g. 5 ist die Wirkungsweise
des aus dem elastischen Dichtungsring 6
gebildeten Ventils im wesentlichen
die gleiche wie die Wirkungsweise der vorangehend beschriebenen Ausführungsform.
Der einzige Unterschied besteht darin, daß der Abschnitt des Stufenkolbens
95 mit dem kleinen Durchmesser in einer Axialbohrung eines becherfönnigen
Einsatzes 51 geführt ist, der in den Zylinder durch die Öffnung eingesetzt
wird, die in dem dem Stopfen 2 abgekehrten Zylinderende vorgesehen und durch einen
linken Stopfen 52 abgeschlossen ist. Ähnlich wie bei der in F i
g. 4 gezeigten Ausführungsform ist der der Druckfeder 5 in F i
g. 4 entsprechenden Druckfeder ebenfalls eine Hilfsfeder zugeordnet. Die
Flüssigkeitsströmung aus der Kammer B zu den Radbremszylindem findet längs der Umfangsausnehmungen
53 im Einsatz 51
und durch radiale Ausnehmungen 54 in der Stirnfläche
des Stopfens 52 statt.
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In F i g. 6 bezeichnet 1 den Zylinder, in dem ein Stufenkolben
96 bewgelich ist, dessen Teil mit kleinem Durchmesser in der Bohrung mit
einem Durchmesser d. geführt ist. Der Teil des Kolbens mit dem großen Durchmesser
bzw. der Kolbenkopf ist seinerseits mit einem zylindrischen ringförmigen Ansatz
102
mit einem Durchmesser d, am Stopfen 92 geführt, welcher die Bohrung
des Zylinders 1 auf der Seite verschließt, welche der Bohrung abgekehrt ist,
in welcher der Kolbenteil mit dem Durchmesser d2 geführt ist.
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Der Ansatz 102 ist mit der Hochdruckkammer A
gleichachsig. Die
Hochdruckkammer steht mit einer Bohrung 20 in Verbindung. Die Niederdruckkammer
B steht mit einem Anschluß 15 im Stopfen 92
in Verbindung. In der Hochdruckkammer
A ist die Druckfeder 5 angeordnet, die sich zwischen der Schulter
96 a am Kopf des Stufenkolbens 96 und einem Teller 37 abstützt,
der auf einen elastischen Dichtungsring 8 wirkt.
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Der Kopf des Stufenkolbens 96 ist mit einer ringfönnigen Nut
für einen elastischen Dichtungsring 6
versehen. Der Außenumfang des Dichtungsringes
6
ist im Querschnitt gewölbt und liegt gegen die Innenwandung des Ansatzes
102 an. Die Bohrung des Dichtungsringes 6 ist größer als der Durchmesser
des Grundes der Nut, in welcher sich der Ring befindet, während die Ringdicke kleiner
ist als die Breite der Nut. Das ringförmige Spiel 23 zwischen der Innenwandung
des Dichtungsringes 6 und dem Grund der vorerwähnten Nut steht über eine
oder mehrere Bohrungen 24 in der Schulter 96 a am Kopf des Stufenkolbens
96, welche eine der Seitenwände der genannten Nut ist, ständig mit der Hochdruckkammer
A in Verbindung.
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Der Stopfen 92 ist am Körper 1 mittels Schrauben
50 befestigt. Derjenige Teil des Stopfens 92, der sich in den Zylinder
1 erstreckt, dient zur Zentrierung und zur Aufnahme eines elastischen Dichtungsringes
51',
der den Austritt von Öl aus der Kammer B nach außen verhindert.
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Der Außendurchmesser des ringförmigen Ansatzes 102 am Stopfen ist
kleiner als die der Zentrierung des Stopfens 92 dienende Bohrung im Zylinder
1, so daß ein ringförmiges Spiel 52' zwischen diesen Flächen vorhanden
ist, welches mit der Kammer B durch radiale Ausnehmunaen 53 im Fuß des Ansatzes
102 in Verbindung steht. Die Bohrung d, des Ansatzes 102 entspricht der Bohrung
der Kammer A und hat einen etwas größeren Durchmesser als der Teil des Stufenkolbens
96 mit dem größeren Durchmesser. Die Länge des Ansatzes 102 ist so gewählt,
daß sich letzterer von der radialen Schulter 54' in Abstand befindet. Im Inneren
der Gewichtsersparnis dienenden Bohrung E im Kolben 96 ist eine Hilfsfeder
55 angeordnet, die sich auf der dem Kopf des Stufenkolbens 96 abgekehrten
Seite gegen eine Scheibe 56 abstützt, welche durch einen Sprengring
57 gehalten wird. Die Federn 5 und 55 halten den Stufenkolben
96 normalerweise gegen den Stopfen 92 angedrückt. Um in dieser Stellung
eine freie Verbindung zwischen der Bohrung 15 im Stopfen 92 und den
radialen Ausnehmungen 53' herzustellen, ist der Kolben 96 auf der
Seite des Stopfens 92 mit einem zylindrischen Ansatz versehen, der einen
größeren Durchmesser hat als die Bohrung 15, jedoch einen kleineren Durchmesser
als die Bohrung des Ansatzes 102. Die Fläche des Ansatzes am Stufenkolben
96 benachbart dem Stopfen 92 ist mit zwei breiten Nuten ausgebildet,
die sich kreuzweise erstrecken.
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Wenn die Vorrichtung für den Betrieb als Druckminderer verwendet wird,
ist die Wirkungsweise wie folgt: Da die Bohrungen 20 und 15 mit dem Hauptzylinder
(nicht gezeigt) bzw. den Radzylindern verbunden
sind, tritt Druckmittel
in die Kammer A im Zylinder 1
durch die Bohrung 20 ein, verdrängt den
Dichtungsring 6 in Richtung des Stopfens 92 und fließt durch den ringförmigen
Spalt 54 a zwischen dem Ende des Ansatzes 102 am Stopfen und der Schulter
54 des Gehäuses des Zylinders 1 und dann durch das ringförmige Spiel
52 und die radialen Ausnehmungen 53
zur Kammer B. Wenn der Druck in
den Kammern A
und B eine bestimmte Grenze erreicht, die durch die Eigenschaften
der Federn 5 und 55 bestimmt wird, wird der Stufenkolben
96 in der dem Stopfen 92 entgegengesetzten Richtung verdrängt und
trennt der Dichtungsring 6 die Kammer A von der Kammer B. Der Druck
in dem mit den Radzylindern verbundenen Kreis ist daher, bezogen auf den durch den
Hauptzylinder auf die Kammer A übertragenen Druck, entsprechend dem Verhältnis
der wirksamen Druckflächen am Stufenkolben 96 herabgesetzt.
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Ein weiterer Druckanstieg in der Kammer A
bewirkt den Ausgleichhub
des Stufenkolbens 96, der wiederum geringfügig in der Richtung des Stopfens
92
verdrängt wird. Diese Verdrängung reicht gerade aus, um eine Strömung des
größeren Flüssigkeitsvolumens zu ermöglichen, das in dem mit den Radzylindern verbundenen
Kreis erforderlich ist. Die Flüssigkeit fließt bei dieser Betriebsstufe natürlich
nur sickernd, so daß die Kammern A und B wieder getrennt werden. Die
vorangehend beschriebenen Bewegungen des Stufenkolbens können in dieser Betriebsstufe
der Vorrichtung natürlich mehrere Male wiederholt werden und äußern sich mehr in
Form leichter Schwingungen statt als wirkliche Hübe.
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Bei der Freigabe des Druckes in der Kammer A
verdrängt die von
den Radzylindern zurückfließende Druckflüssigkeit den Dichtungsring 6 in
Richtung der Schulter 96 a am Kopf des Stufenkolbens 96 und fließt
zur Kammer A durch die in der Schulter 96 a
vorgesehene Bohrung
24.
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Die in F i g. 7 gezeigte Ausführungsfonn weicht von derjenigen
nach F i g. 6 durch das Fehlen der I-Iilfgfeder 55 und deren Abstützung
an demjenigen Ende des Zylinders 1 ab, das dem Stopfen 92 abgekehrt
ist. Die in F i g. 7 gezeigte Ausführungsform ist jedoch in ihrer Wirkungsweise
der der vorangehend beschriebenen Ausführungsform identisch.
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Die in F i 8 bis 12 gezeigte Ausführungsform weicht von den
Ausführungsformen nach F i g. 6
und 7 vor allem darin ab, daß die Niederdruckkammer
B mit der Außenseite mittels einer durchgehenden Bohrung 61 innerhalb einer
Bohrung 60 in Verbindung steht. Wenn sich der Stufenkolben 97 in seiner
Ruhestellung befindet, steht die Bohrung 60
mit der Kammer A außerdem
durch eine Ausgleichsbohrung 62 in Verbindung, deren Auslaß zur Innenseite
des Zylinders 1 etwas in der dem Stopfen 103
entgegengesetzten Richtung
zum oberen Teil des Außenumfangs des Dichtungsringes 6 versetzt ist. Die
Verb,ndung des ringförmigen Spiels 23 zwischen dem Dichtungsring
6 und dem Grund seiner im Kopf des Stufenkolbens 97 ausgebildeten
ringförmigen Nut mit der Hochdruckkammer A besteht ständig infolge von zwei
Querausfräsungen 63 (s. F i g. 9, 11 und 12) in der Schulter
97 u.
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Die Arbeitsweise der in Verbindung mit F i g. 6
und
7 beschriebenen Ausführungsformen sowie der in Verbindung mit F i
g. 8 bis 12 beschriebenen Ausführungsfonn bei Verwendung als hydraulische
Druckverstärker ist identisch mit der Arbeitsweise der in Verbindung mit F i
g. 1 bis 5 beschriebenen Vorrichtungen.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 13 und 14 ist in einem
Zylinder 1 ein Stufenkolben 98 beweglich, desse n Abschnitt mit dem
kleinen Durchmesser in einer Bohrung mit einem Durchmesser d2 geführt ist
und an seinem einen Ende die Zylinderbohrung mit der Außenseite verbindet. Der Teil
mit dem großen Durchmesser bzw. der Kopf des Stufenkolbens 98 ist seinerseits
in einer Buchse 30 mit einer Bohrung di geführt, die in eine Bohrung eingesetzt
ist, welche im Zylinder 1 in der Nähe des Stopfens 112 vorgesehen ist, der
die Bohrung des Zylinders 1 auf derjenigen Seite verschließt, die der Bohrung
abgekehrt ist, in welchem der Abschnitt des Stufenkolbens 98 mit dem kleinen
Durchmesser geführt ist. Die Buchse weist an ihrem dem Stopfen 112 'entgegengesetzten
Ende vier radiale Ausschnitte oder Ausnehrpungen 70 auf, die über Kreuz angeordnet
sind und je mit einer Umfangslängsnut 71 in Verbindung stehen, die
sich zum Ende der Buchse erstrecken, welches dem Ende entgegengesetzt ist, in welchem
die vier vorerwähnten radialen Ausnehmungen vorgesehen sind.
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Mit B ist die Niederdruckkammer bezeichnet, die mit einer Bohrung
15 im Stopfen 112 in Verbindung steht, welcher radiale, dem Stufenkolben
98 zut' Crekehrte Ansätze 72 aufweist, die eine Berührung zwischen der Fläche
73 des Kolbenkopfes und der gegenüberliegenden Fläche des Stopfens 112 verhindern.
Die Ansätze 72 können statt am Stopfen 112 auch am Kolbenkopf vorgesehen
sein.
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In der Kammer A befindet sich eine Druckfeder 5,
die
sich zwischen einer Schulter 98 a am Kopf des Stufenkolbens 98 und
einem Teller 37 abstützt, welcher gegen einen elastischen Dichtungsring
8 wirkt, der den Teil des Stufenkolbens 98 mit dem kleinen Durchmesser
und die Bohrung, in welcher er geführt ist, gegenseitig abdichtet (F i
g. 13 und 14).
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Der Kopf des Stufenkolbens 98 ist mit einer ringförmigen Nut
zur Aufnahme eines Dichtungsringes 6
ausgebildet. Der Außenumfang des Dichtungsringes
6,
der im Querschnitt gekrümmt ist, berührt die Innenwand der Buchse
30. Die Bohrung des Dichtungsringes 6 ist größer als der Durchmesser
des Grundes der ringförmigen Nut, in welcher sich der Ring befindet, während die
axiale Dicke des Ringes kleiner ist als die ax;ale Breite der Nut. Ein ringförmiges
Spiel 23 zwischen dem Ring 6 und dein Grund der vorerwähnten Nut dient
zur ständigen Verbindung mit der Flochdruckkammer A über eine Querausfräsung
74 im Grund der den Rin- 6 aufnehmenden Nut. Die Ausfräsung 74 verringert
die Dicke eines Teiles der Schulter 98 a.
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Der Stopfen 112 dichtet den Zylinder 1 mittels eines Dichtungsringes
74 ab.
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In der im Stufenkolben 98 vorgesehenen der Gewichtsersparnis
dienenden Bohrung E ist eine Hilfsfeder 35 angeordnet, die sich auf
der dem Kopf des Stufenkolbens 98 entgegengesetzten Seite gegen eine Scheibe
56 abstützt, welche durch einen Sprengring 57 gehalten wird. Die Federn
5 und 35 halten den Stufenkolben 98 normalerweise gegen die
Ansätze 72
am Stopfen 112 angepreßt.
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Wenn die Vorrichtung zur Druckminderung verwendet wird, ist die Arbeit3weise
wie folgt: Die Bohrung 20 ist mit dem Hauptzylinder 1 (nicht gezeigt) und
die Bohrung 15 mit den Radzylindem verbunden. Daher verdrängt die in die
Kammer A im Zylinder 1
c
durch die Bohrung 20
eintretende Druckflüssigkeit den Dichtungsring 6 in Richtung zum Stopfen
112 und fließt durch die radialen Ausnehmungen 70 und die Umfangsnuten
71 in der Buchse 30 zur Kammer B. Wenn der Druck in den Kammern
A und B eine Höhe erreicht, die durch die Vorspannungen der Federn
5 und 35 bestimmt wird, bewegt sich der Stufenkolben 98 in
der Richtung, die dem Stopfen 112 entgegengesetzt ist, so daß der Dichtungsring
6 die Kammer A und die radialen Ausnehmungen 70 voneinander
trennt, wodurch die Kammer B von ihrem äußeren Kreis abgeschaltet wird.
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Der Druck in dem mit den Radzylindern verbundenen Kreis wird daher
gegenüber dem durch den Hauptzylinder erzeugten Druck herabgesetzt. Ein weiterer
Druckanstieg in der Kammer A bewirkt einen Ausgleichshub des Stufenkolbens
98, so daß dieser wieder geringfügig in der Richtung des Stopfens 112 bewegt
wird. Diese Bewegung reicht gerade aus, das größere Flüssigkeitsvolumen durchzulassen,
das in dem mit den Radzylindern verbundenen Kreis erforderlich ist. Die Flüssigkeit
fließt in dieser Betriebsstufe lediglich sickernd, so daß die Kammern
A und B wieder getrennt werden. Natürlich können die vorangehend beschriebenen
Bewegungen des Stufenkolbens 98 bei dieser Betriebsstufe der Vorrichtung
mehrere Male wiederholt werden und treten in der Form leichter Schwingungen statt
als eigentliche Hübe auf.
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Bei der Freigabe des Druckes in der Kammer A
bewegt die von
den Radzylindern zurückfließende Flüssigkeit den Ring 6 in der Richtung der
Schulter 98 a am Kopf des Stufenkolbens 98 und fließt zur Kammer
A durch eine Ausnehmung 74, welche im Grund der Nut für die Aufnahme des
Dichtungsringes 6 vorgesehen ist.
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Wenn die vorangehend beschriebene Vorrichtung als hydraulischer Druckverstärker
verwendet wird, ist ihre Wirkungsweise der Arbeitsweise der in F i g. 1
bis
5 gezeigten Vorrichtungen identisch.