DE1200149B - Hauptzylinder, insbesondere fuer hydraulische Bremsbetaetigungsanlagen in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B62d

Deutsche Kl.: 63 c - 54/06

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F1524911/63c

17. Juli 1954

2. September 1965

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildungsform des Hauptzylinders nach Patent 1 037 882 und bezieht sich demnach auf einen Hauptzylinder, insbesondere für hydraulische Bremsbetätigungsanlagen in Kraftfahrzeugen, bei dem eine Verbindung zwisehen Druckraum und Vorratsbehälter durch ein Ventil gesteuert wird, welches mit dem Kolben des Hauptzylinders baulich vereinigt ist und einen elastischen Ring aufweist, der zwischen zwei am Kolbenkopf angebrachten starren, radialen Schulter- ία flächen, die durch einen zylindrischen Trennteil in gleichbleibendem Abstand voneinander gehalten werden, axial beweglich angeordnet ist, wobei der ringförmige Raum zwischen den beiden im Kolbenkopf angeordneten Schulterflächen durch Kanäle mit der Druckkammer verbunden ist und der Abstand der beiden Schulterflächen geringfügig größer ist als die Stärke des elastischen Ringes in axialer Richtung und der Außendurchmesser des Trennteiles kleiner als der Innendurchmesser des elastischen Ringes ist und letzterer so bemessen ist, daß er durch Eigenspannung an die Innenwand des Hauptzylinders nur schwach angedrückt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen in einer herstellungsmäßigen Vereinfachung eines Ventils gemäß dem Hauptpatent.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die an der Stirnfläche des Kolbens vorgesehene starre radiale Schulterfläche in an sich bekannter Weise als lose, durch eine Schraubenfeder gegen diese Stirnfläche gedrückte Platte ausgebildet ist, die zur Ausbildung der Verbindungskanäle des ringförmigen Raumes zwischen den beiden starren radialen Schulterflächen des Kolbenkopfes mit dem Druckraum des Hauptzylinders eine mittige Bohrung sowie radiale, sich an der Stirnfläche des Kolbens abstützende Vorsprünge oder Sicken aufweist, so daß diese Platte parallel zur Stirnfläche des Kolbens angeordnet ist.

Es ist bereits bekannt, gepreßte Blechplättchen auf der Kopfseite von Kolben anzubringen. Ein solches Plättchen dient zur Begrenzung der die elastische Dichtung aufnehmenden Nut auf der Seite der Druckkammer und auch als Lager für die Reaktionsfeder. Das Plättchen weist in Nähe seines Umfanges Radialrippen auf, um den Ölfluß zu und von einem im Kolben ausgesparten Axialkanal zu ermöglichen. Da aber die elastische ringförmige Dichtung nicht als Ventil dient (das hingegen im genannten Axialkanal angeordnet ist), beeinflußt in diesem Fall das Plattchen die Arbeitsweise des Ventils nicht, das die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter und der Hauptzylinder, insbesondere für hydraulische
Bremsbetätigungsanlagen in Kraftfahrzeugen

Zusatz zum Patent: 1 037 882

Anmelder:

Fiat Societä per Azioni, Turin;

Philip S. Baldwin, Florenz (Italien)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke und Dipl.-Ing. H. Bohr,

Patentanwälte, München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

Philip S. Baldwin, Florenz (Italien)

Beanspruchte Priorität:

Italien vom 27. Juli 1953 (20 383)

Druckkammer steuert. Schließlich weist dieses Plättchen auch keine mittlere Öffnung auf wie bei der Erfindung, obwohl eine solche Öffnung auch bei der bekannten Ausführungsform von Vorteil wäre.

Es sind ferner Plättchen mit einer zentralen Öffnung bekannt, und zwar sowohl für das Abstützen der Reaktionsfeder als auch zur Bildung der Stirnschulterfläche der Ringnut, die das die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter und der Druckkammer steuernde Ventil aufnimmt. Bei dieser Ausführung fließt aber keine Bremsflüssigkeit durch die zentrale Öffnung im Plättchen; diese Bohrung dient im Gegenteil zum Einbau des Plättchens auf einem mittleren stirnseitigen Vorsprung des Kolbens. Ferner weist das Plättchen keine Radialrillen auf, da diese durch zwei radiale Aussparungen im metallischen Teil des Ringventils ersetzt sind; dieses Ventil ist kompliziert im Aufbau und besonders schwer, so daß es nicht als schnell auf Schließung ansprechend bezeichnet werden kann. Das Plättchen dient nur zum Einbau des Ventils in seinen im Kolben vorgesehenen Sitz.

Es sind auch Hauptzylinder bekannt, bei denen am Kopfteil des Kolbens ein an seinem Umfang mit Axialbohrungen versehener Bund angebracht werden kann, der die vordere Schulterfläche des ring-

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förmigen Sitzes für eine als Ventil wirkende elastische behälter führt, in Verbindung steht und beiderseits

Dichtung bildet. Dieses Ventil besteht aber not- durch je einen am Kopf stück vorgesehenen, zu dessen

wendigerweise aus einem Ring kreisförmigen Quer- Führung in der Zylinderbohrung dienenden Bund

Schnitts, der zum Schließen unter Kraftanwendung begrenzt ist.

auf einen kegelförmigen Teil des Kolbenkörpers auf- 5 Auf der dem Stopfen 3 zugekehrten Seite ist das geschoben wird. Falls das durchbohrte Plättchen zu- Kopfstück 8 mit einem zylindrischen Ansatz 12 von sammen mit einem frei schwimmenden Ring wie bei verringertem Durchmesser versehen. Auf diesem Ander Erfindung verwendet würde, so erhielte man satz 12 ist ein Ring 13 aus elastischem Material, vordoch nicht das gewünschte schnelle Ansprechen beim zugsweise aus Gummi, aufgebracht, der so bemessen Schließen. io ist, daß seine Bohrung geringfügig größer ist als der

Es ist schließlich ein in Nähe des Zylinderbodens Durchmesser des Ansatzes 12 und seine Stärke in angebrachtes Plättchen bekannt, gegen das sich die axialer Richtung kleiner ist als die axiale Länge die-Reaktionsfeder abstützt. Dieses bekannte Plättchen ses Ansatzes. Zwischen der Stirnfläche 14 des Anist aber derart ausgeführt, daß der Flüssigkeitsdurch- satzes 12 und dem Stopfen 3 ist eine Feder 15 angefluß nur durch die zentrale Bohrung erfolgen kann, 15 ordnet, die sich in einer Vertiefung im Stopfen und was keine wirksame Entlüftung des Zylinders zuläßt. gegen die Fläche 14 unter Zwischenschaltung einer Dieses Plättchen soll ausschließlich eine Reaktions- Platte 17 aus gepreßtem Blech abstützt. Die Platte fläche für die Feder schaffen, die auf das am Zy- 17 ist an der Feder 15 befestigt,
linderboden angebrachte Ventil einwirkt, das im Eine kleine Entlastungsbohrung 18 verbindet die Bremskreislauf einen gewissen restlichen Druck auf- 20 Bohrung des Zylinders 1 vor dem Kopfstück 8 mit rechterhalten soll. dem Vorratsbehälter über das Rohranschlußstück 2.

Das gepreßte Plättchen gemäß der Erfindung ist so Die Entlastungsbohrung 18 ist so angeordnet, daß

angeordnet, daß der Flüssigkeitsfluß vom Druckraum sie in die Bohrung des Zylinders 1 kurz vor der Be-

zum Vorratsbehälter im wesentlichen radial erfolgt. rührungslinie des Ringes 13 mit der Zylinderbohrung

Bei einer solchen Anordnung des Plättchens hat sich 25 mündet.

gezeigt, daß die Flüssigkeit bei der Vorwärtsbewe- Die aus Blech gepreßte Platte 17 weist eine Mittelgung des Kolbens den elastischen Ring sofort gegen öffnung 19 auf, sowie eine Anzahl radialer Rippen die entsprechende ringförmige Stirnfläche des KoI- 20 und Flügel 21. Die Flügel 21 dienen zur Befestibens drückt, wodurch das Ventil beim Schließen sehr gung der Schale am Ende der Feder 15. Diese Beschnell anspricht. 30 festigung kann durch Aufdrücken der Schale auf die

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Feder gegen die Elastizität der Flügel oder durch

Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt Umbiegen der letzteren um die Endwindung der

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Hauptzylin- Feder erfolgen. Wie sich aus der Zeichnung ergibt,

der gemäß der Erfindung, ist die Schale an der Feder so befestigt, daß ihre

Fig.2 eine konstruktive Einzelheit, 35 Rippen der Stirnfläche 14 des Kopfstückes 8 zu-

Fig. 3 einen Schnitt nach der LinieIII-III der gekehrt sind, so daß ein Spielraum zwischen der

F i g. 2, Mittelöffnung 19 in der Schale und deren Außen-

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der umfang für die Strömung der den Hohlraum des

Fig. 2. Hauptzylinders vor dem Kolben 8 füllenden und im

1 bezeichnet einen Hauptzylinder, der an seiner 40 Betrieb im Zylinder verdrängten Flüssigkeit bleibt.

Oberseite über ein Rohranschlußstück 2 mit einem Der Außendurchmesser der Platte 17 mit den Rip-

nicht gezeigten Vorratsbehälter in Verbindung steht. pen 20 ist so groß, daß die Platte in axialer Richtung

Die Zylinderbohrung des Zylinders 1 ist an ihrem einen Anschlag für den schwimmenden Ring 13

vorderen Ende durch einen Gewindestopfen 3 abge- bildet.

schlossen und steht über eine axiale Bohrung 4 in 45 Im Ruhezustand der in F i g. 1 gezeigten Vorrich-

diesem Stopfen mit einer nicht gezeigten Rohrleitung tung drückt die Feder 15 das Kopfstück 8 gegen den

in Verbindung, die zu den Radzylindern führt. elastischen Ring 7, der diesen Druck auf das Druck-

An dem dem Stopfen abgelegenen Ende der Zy- stück 5 überträgt, welches an dem durch den Flansch

linderbohrung befindet sich ein Kolben, der durch 22 gebildeten Endanschlag anliegt. Der Flansch 22

ein Druckstück 5 und ein Kopfstück 8 gebildet wird. 50 ist am Gehäuse des Hauptzylinders durch Schrauben

Das Druckstück 5 gleitet im Zylinder 1. 23 befestigt. 24 bezeichnet die durch das Bremspedal

Auf einem zylindrischen Ansatz 6 von verringer- betätigte Druckstange.

tem Durchmesser am Druckstück 5 ist ein elastischer Wenn sich der Kolben 5, 8 in seiner voll zurück-

Ring 7, vorzugsweise aus Gummi, angeordnet. Die gezogenen Stellung befindet, besteht eine Verbindung

Bohrung dieses Ringes 7 ist im wesentlichen gleich 55 zwischen dem Zylinder 1 und dem Vorratsbehälter

oder geringfügig größer als der Durchmesser des An- über das Rohranschlußstück 2, die Bohrung 11, die

satzes 6, während die Stärke des Rings in axialer ringförmige Kammer 10, ein Spiel 25 zwischen dem

Richtung geringfügig größer ist als die axiale Länge Außenumfang des vorderen Bundes am Kopfstück 8

des Ansatzes 6. und der Zylinderbohrung, ein Spiel 26 zwischen der

Das Kopfstück 8 des Kolbens ist in der Zylinder- 60 Rückseite des Ringes 13 und der diesem gegenüberbohrung vor dem Druckstück 5 angeordnet. In der liegenden Schulter am Kopfstück 8, ein Spiel 27 zwi-Ruhestellung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung sehen der Innenfläche des Ringes 13 und dem Umliegt die Rückseite 9 des Kopfstückes 8 seitlich am fang des zylindrischen Ansatzes 12 und ferner über Ring 7 an. ein Spiel zwischen der mit Rippen 20 versehenen

Der Umfang des Kopfstückes 8 bildet eine ring- 65 Platte 17 und der Stirnseite des elastischen Ringes 13

förmige Kammer 10, die über eine Bohrung 11 im bzw. zwischen der Platte 17 und der Stirnfläche 14

oberen Teil der Wand des Hauptzylinders 1 ständig des Kopfstückes 8 in Richtung zur Öffnung 19 der

mit dem Rohranschlußstück 2, das zum Vorrats- Platte. Während des Vorwärtshubs des Kolbens wird

der schwimmende Ring 13 mit Bezug auf das Kopfstück 8 nach rückwärts bewegt, so daß seine Rückseite 29 an der radialen ringförmigen Schulter 28, welche den Umfang des Ansatzes 12 mit dem Umfang des Kopfstückes 8 verbindet, zur Anlage kommt. Dies hat zur Folge, daß bei Beginn des Vorwärtshubes die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter und dem vor dem Kopfstück 8 befindlichen Teil der Bohrung des Hauptzylinders unterbrochen wird.

Während des Rückhubes des Kolbens 5, 8, der unter der Wirkung der Feder 15 stattfindet, wird der schwimmende Ring 13 mit Bezug auf das Kopfstück 8 in einer Richtung bewegt, die der vorbeschriebenen entgegengesetzt ist, so daß der Ring mit seiner Vorderseite 30 an den Rippen 20 der Platte 17 zur Anlage kommt. Dies ist durch die während des Rückhubes in der Zylinderbohrung vor dem Kolben 5, 8 erzeugte Saugwirkung bedingt. Während dieses Rückhubes wird Flüssigkeit vom Vorratsbehälter angesaugt, welche durch das Rohranschlußstück 2, die Bohrung 11, die ringförmige Kammer 10, die Spiele 25, 26 und 27 und ferner durch die Platte 17 strömt und dadurch die Leitung füllt.

Die Aufgabe der kleinen Entlastungsbohrung 18 besteht darin, in den Vorratsbehälter überschüssige Flüssigkeit, die in den Zylinder eingesaugt worden ist, abzuleiten und einen Ausgleich für Volumenveränderungen der Flüssigkeit, die durch Temperatureinflüsse bedingt sind, zu schaffen.

Beim Beginn des Vorwärtshubes bewegt sich der Ring 13 über die Entlastungsbohrung 18 hinaus. Bis zum völligen Überfahren der Entlastungsbohrung 18 durch den Ring 13 findet noch kein Druckanstieg statt, da der Druckraum 31 des Hauptzylinders noch über die Entlastungsbohrung mit dem Vorratsbehälter in Verbindung steht.

Bei nicht betätigtem Hauptzylinder berührt der Ring 13 die Zylinderwand nur mit seinem Außenumfang. Die Bohrung im Ring 13 ist nicht abgeschlossen und steht ständig mit dem Druckraum 31 in Verbindung. Der Ring 13 kann sich somit im Laufe der Betätigungen des Hauptzylinders drehen. Dies hat zur Folge, daß, wenn sich der Ring 13 über die Entlastungsbohrung 18 hinaus bewegt, dieser ständig neue Berührungspunkte zwischen dem Bereich der Entlastungsbohrung 18 und seinem Außenumfang bildet, wodurch der Verschleiß des Ringes herabgesetzt und seine Lebensdauer erhöht wird.

Ferner steht, wenn sich ein hydraulischer Druck in der Druckkammer 31 aufbaut, nur der hintere Teil des Umfanges des Ringes 13 bei dessen Bewegung in Berührung mit dem Auslaß der Entlastungsbohrung 18, wobei dieser Teil sich hinter der Oberseite der Ringkrümmung befindet. Der vordere Teil befindet sich in diesem Fall in Abstand von dem Außenumfang des Zylinders und ist der Wirkung der Druckflüssigkeit ausgesetzt.

Bei einem Dichtungskörper von der üblichen Lippenform kommt der volle Außenumfang der Dichtlippe in Berührung mit der Entlastungsbohrung, wenn die Lippendichtung während des Vorwärtshubes des Kolbens über die Entlastungsbohrung hinausgleitet, d. h. auch wenn sich ein beträchtlicher hydraulischer Druck in der Kammer vor dem Kolben aufbaut. In diesem Fall ist die Berührungsfläche größer als bei Verwendung eines schwimmenden Ringes.

Um einen übermäßigen Verschleiß der Dichtlippe zu verhindern, ist es dann erforderlich, den Durchmesser der Entlastungsbohrung so weit als möglich zu vermindern (bis zu etwa 0,7 mm). Dies ist jedoch nicht erforderlich, wenn ein schwimmender Ring verwendet wird. Es wurde festgestellt, daß der Durchmesser der Entlastungsbohrung ohne weiteres etwa 1 mm betragen kann. Hierdurch wird die Herstellung vereinfacht und die Gefahr der Verstopfung der Entlastungsbohrung 18 durch Verunreinigungen verringert.

Wenn ein schwimmender Ring als Dichtungskörper verwendet wird, wirkt dieser Ring ferner als Ventil im vorderen Teil des Kolbenkopfstücks beim Rückhub desselben, d. h., wenn der Vorratsbehälter Flüssigkeit in den vor dem Kolben befindlichen Druckraum 31 fördert, wobei keine radiale Zusammendrückung des Ringes erforderlich ist, um die Flüssigkeitsströmung zu ermöglichen, wie dies bei einer Lippendichtung der Fall ist. Der Ring kann daher aus härterem Gummi hergestellt werden als die Lippendichtung, so daß er einen erhöhten Widerstand gegen Verschleiß hat.

Durch die kleine Berührungsfläche des Ringes 13 mit der Zylinderbohrung ergeben sich auch geringe Reibungswiderstände bei der Verschiebung des Ringes 13. Dies hat zur Folge, daß die am Bremspedal aufzuweisende Kraft zur Überwindung des Bremslüftspiels auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird.

Der elastische Ring 7, der das hintere Ende des Kolbens abdichtet, ist in keinem Falle dem sich während des Vorwärtshubes im Druckraum 31 aufbauenden Druck ausgesetzt. Dies ergibt den Vorteil, daß der Dichtungsring 7 bei seiner Bewegung nicht wesentlich zur Reibungserhöhung beiträgt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hauptzylinder, insbesondere für hydraulische Bremsbetätigungsanlagen in Kraftfahrzeugen, bei dem eine Verbindung zwischen Druckkammer und Vorratsbehälter durch ein Ventil gesteuert wird, welches mit dem Kolben des Hauptzylinders baulich vereinigt ist und einen elastischen Ring aufweist, der zwischen zwei am Kolbenkopf vorgesehenen starren radialen Schulterflächen axial beweglich angeordnet ist, nach Patent 1037882, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Stirnfläche (14) des Kolbens (8) vorgesehene starre radiale Schulterfläche in an sich bekannter Weise als lose, durch eine Schraubenfeder (15) gegen diese Stirnfläche (14) gedrückte Platte (17) ausgebildet ist, die zur Ausbildung der Verbindungskanäle des ringförmigen Raumes zwischen den beiden starren radialen Schulterflächen des Kolbenkopfes mit dem Druckraum (31) des Hauptzylinders (1) eine mittige Bohrung (19) sowie radiale, sich an der Stirnfläche (14) des Kolbens (8) abstützende Vorsprünge oder Sicken (20) aufweist, so daß diese Platte (17) parallel zur Stirnfläche (14) des Kolbens (8) angeordnet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 802 494;
   USA.-Patentschriften Nr. 2463 062, 2561009,
   2 608 063.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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