DE1555451B - Hauptzylinder fur eine Bremsanlage, insbesondere fur Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für eine Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ständig offenen Anschluß für die Radbremszylinder, der über eine in der Ruhestellung offene Verbindung mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter und über ein durch eine Feder in der Bremslösestellung geschlossen gehaltenes Ventil und ein damit jn Reihe geschaltetes Rückschlagventil mit einer Druckmittelquelle verbunden ist und bei dem die Kolbenstange gegen die Wirkung einer Feder begrenzt axial verschieblich gegenüber dem Kolben ist und beim Verschieben gegenüber dem Kolben den mit den Radbremszylindern in Verbindung stehenden Teil des Hauptzylinders von dem Bremsflüssigkeitsbehälter trennt und das Ventil zur Druckmittelquelle öffnet.

Bei einem bekannten Hauptzylinder dieser Art (britische Patentschrift 841 781) ist die Verbindung mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter am äußeren Ende der Hauptzylinderbohrung vorgesehen. Diese Verbindung ist nur durch den Kolben selbst verschließbar, der seinerseits nach Überwindung des toten Ganges zwischen der Kolbenstange und dem Kolben unter Aufwendung einer größeren Betätigungskraft gewöhnlich nur dann bewegt wird, wenn die Zufuhr von Druckmittel von der Druckmittelquelle her ausfällt. Der mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter in Verbindung stehende Arbeitsraum des Kolbens ist dabei so lange drucklos, wie die Verbindung zum Bremsflüssigkeitsbehälter noch aufrechterhalten ist. Bei Ausfall der Druckmittelquelle muß also nach Abschließen der Verbindung zum Bremsflüssigkeitsbehälter in diesem Arbeitsraum erst ein Druck aufgebaut werden, um die Radbremszylinder wieder anzulegen. Gerade in dem entscheidenden Augenblick tritt also eine Abschwächung der Bremswirkung ein, die durch einen weiteren erheblichen Pedalweg unter Aufwendung einer erhöhten Pedalkraft überwunden werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Arbeitsraum des Kolbens beim Betätigen der Bremsen dauernd unter Druck steht, so daß bei einem Ausfall des über die Druckmittelquelle erzeugten Servodrucks der an den Radbremszylindern benötigte Druck ohne größere Verzögerung durch den Kolben des Hauptzylinders aufgebracht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe gibt die Erfindung zwei verschiedene Lösungswege an.

Gemäß der ersten Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, daß die Verbindung zum Bremsflüssigkeitsbehälter am inneren Ende der Hauptzylinderbohrung vorgesehen ist, wie an sich bekannt, und von einem in der Kolbenstange gegen die Kraft einer Feder axial verschieblich geführten Verschlußkörper absperrbar ist und daß das zur Druckmittelquelle führende Ventil diese mit dem Arbeitsraum des Kolbens in der Hauptzylinderbohrung verbindet.

Das erste Merkmal dieser ersten Lösung ist von einem Tandem-Hauptzylinder für eine Zweikreisbremsenanlage nach der britischen Patentschrift 878 318 her bekannt. Dieser Hauptzylinder gehört jedoch einer anderen Gattung an als der Hauptzylinder nach der Erfindung.

Gemäß der zweiten Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, daß die Verbindung zum Bremsflüssigkeitsbehälter seitlich in die Zylinderbohrung des Hauptzylinders in der Nähe von deren innerem Ende über ein Ventil mündet, wie an sich bekannt (USA.-Patentschrift 3 044 268), welches Ventil von einem auf der Kolbenstange verschiebbar angeordneten, unter der Wirkung einer Feder stehenden' Betätigungsglied gesteuert ist und daß das zur Druckmittelquelle führende Ventil (Kippventil) diese mit dem Arbeitsraum des Kolbens in der Hauptzylinderbohrung verbindet.

ίο Gegenüber dem bekannten Hauptzylinder, von dem die Erfindung ausgeht, sind mit dem Hauptzylinder nach der Erfindung die folgenden Vorteile erzielbar: Beim anfänglichen Niederdrücken des Bremspedals wird zunächst die Verbindung zum Bremsflüssigkeitsbehälter geschlossen und dann erst das Ventil zur Druckmittelquelle geöffnet. Zunächst fühlt der Fahrer die von dem Servodruck herrührende Reaktionskraft auf die Kolbenstange, weil der Kolben sich noch am hinteren Anschlag befindet. Fällt der Servodruck während des Bremsens plötzlich aus, so schließt das Rückschlagventil die Druckmittelleitung zur Druckmittelquelle ab. Der Druck im Arbeitsraum des Hauptzylinders bleibt jedoch erhalten, und nach Überwindung des restlichen Totgangs verhält sich der Hauptzylinder wie ein üblicher Hauptzylinder, wo bei nunmehr die ganze Kolbenfläche für die Bremsbetätigung zur Verfügung steht. Dabei ist der Druck im Hauptzylinder zu keiner Zeit abgefallen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der schematischen Zeichnungen erläutert.

F i g. 1 zeigt im Längsschnitt eine Ausbildungsform des Hauptzylinders, bei dem die verschiedenen Teile in der Stellung wiedergegeben sind, die sie bei gelöster Bremse einnehmen;

F i g. 2 ist ein Längsschnitt durch das Austrittsende des Hauptzylinders nach F i g. 1 und zeigt die Ventile in einer Stellung, die der normalen Betätigung der Bremse entspricht;

F i g. 3 ist der Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine weitere Ausbildungsform des Hauptzylinders, bei dem die Ventile anders angeordnet sind;

F i g. 5 zeigt in kleinerem Maßstabe eine Außenansicht des Hauptzylinders nach F i g. 4 in Verbindung mit dem Betätigungspedal;

F i g. 6 ist ein Längsschnitt durch einen mit Kippventilen ausgerüsteten Hauptzylinder;

F i g. 7 bis 10 veranschaulichen sohematisch den Hauptzylinder nach F i g. 6 und zeigen die verschiedenen Stellungen der Teile· unter verschiedenen Bedingungen.

Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Anordnung umfaßt einen insgesamt mit 10 bezeichneten Hauptzylinder mit einer Zylinderbohrung 11, in der ein mit einer Dichtung 13 versehener Kolben 12 verschiebbar ist. Ferner ist eine Kolbenstange 14 vorgesehen, die axial verschiebbar in einer Bohrung des Kolbens 12 angeordnet ist und an ihrem dem Arbeitsraum in der Zylinderbohrung 11 abgewandten Ende einen verdickten Kopf 15 trägt, der von einer Bohrungserweiterung am hinteren Ende des Kolbens 12 aufgenommen wird. Die axiale Länge des Kopfes 15 ist kleiner als der axiale Abstand zwischen dem inneren Ende der Bohrungserweiterung und einer konischen Scheibe 17, die im hinteren Ende der Zylinderbohrung 11 durch einen Sprengring 18 od. dgl. festge-

halten wird und außerdem einen Anschlag zum Begrenzen der Rückwärtsbewegung des Kolbens bildet; zwischen der Kolbenstange 14 und der konischen Scheibe 17 liegt eine Verdickung 19 einer Betätigungsstange 21, die mit dieser Verdickung 19 am äußeren Ende der Kolbenstange 14 angreift. Somit kann sich die Kolbenstange 14 innerhalb der durch den Spalt 22 gegebenen Grenzen ungehindert gegenüber dem Kolben 12 bewegen.

In dem Arbeitsraum in der Zylinderbohrung 11 zugewandten Ende der Stange 14 ist eine axiale Bohrung 23 von erheblicher Länge vorgesehen, in der das Ende einer Buchse 24 verschiebbar geführt ist, die den Schaft 25 eines axial angeordneten Verschlußkörpers 26 mit einem konischen Ansatz umschließt, welch letzterer einen Kanal 27 steuert, der zu einer Gewindebohrung 28 zum Anschließen eines Bremsflüssigkeitsbehälters führt. Das in der Bohrung 23 verschiebbare eine Ende der Buchse 24 ist glokkenförmig erweitert und wird in der Bohrung 23 der Kolbenstange 14 durch das nach innen abgewinkelte Ende einer Kammer 29 festgehalten, die auf dem Ende der Kolbenstange 14 sitzt. Das hintere Ende des Schaftes 25 trägt eine Scheibe 31, die mit Gleiisitz in die Bohrung 23 paßt. Das andere Ende der Buchse 24 ist ebenfalls glockenförmig aufgeweitet und bildet einen Anschlag für eine tellerförmige Platte oder Scheibe 32, die gegen das glockenförmig aufgeweitete Ende der Buchse gedrückt wird; zu diesem Zweck ist eine Feder 33 vorgesehen, die sich zwischen der Scheibe 32 und einem radialen Flansch der Klammer 29 abstützt. Eine zweite Feder 34 stützt sich zwischen der Klammer 29 und einer Schulter 35 nahe dem inneren Ende der Zylinderbohrung 11 ab.

Ein Anschlußstück 36, das mit einer Druckmittelquelle verbunden wird, ist in eine Gewindebohrung im vorderen Ende des Hauptzylinders eingeschraubt, und ein Rückschlagventil 37, das sich gegenüber dem Hauptzylinder nach innen öffnen kann, ist am inneren Ende des Anschlußstücks 36 vorgesehen. Ein weiteres Ventil 38, das sich nach dem Anschlußstück 36 zu öffnen kann, ist in einer Aussparung am Ende eines Kanals vorgesehen, der zum inneren Ende der Zylinderbohrung 11 führt, und in dem ein in die Zylinderbohrung 11 hineinragender Druckstift 39 verschiebbar ist.

Ein weiterer Kanal 41 am inneren Ende der Zylinderbohrung 11 führt zu einem Auslaß 42, der mit einem oder mehreren Bremszylindern verbunden ist.

Beim Bremsen bewirkt eine kleine Vorwärtsbewegung der Kolbenstange 14, daß sich der Verschlußkörper 26 axial bewegt und den Kanal 27 verschließt, wodurch die Verbindung zu dem Bremsflüssigkeitsbehälter unterbrochen ist.

Bei einer weiteren Bewegung der Kolbenstange 14 legt sich die Kante der Scheibe 32 an einer Stelle an einen Anschlag 43 am inneren Ende der Zylinderbohrung 11 an, so daß die Scheibe unter der Wirkung der Feder 33 um diesen Anschlag geschwenkt wird, und die dem Anschlag 43 gegenüberliegende Kante der Scheibe den Druckstift 39 nach vorn schiebt, um das Ventil 38 in der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise zu öffnen. Nunmehr kann das Druckmittel von der Druckmittelquelle zu den Bremszylindern strömen.

Während das Ventil 38 offen ist, ist das vordere Ende der Kolbenstange 14 dem in dem Arbeitsraum der Zylinderbohrung il herrschenden Druck ausgesetzt, der auch in dem bzw. den Bremszylindern wirkt, so daß auf das Pedal eine zur Bremskraft proportionale Reaktionskraft aufgebracht wird.

Im Falle eines Versagens der Druckmittelquelle bewirkt eine weitere Bewegung der Kolbenstange 14, daß der Spalt 22 zwischen dem Kopf 15 und dem inneren Ende der Aussparung des Kolbens 12 überwunden wird, so daß der Kolben 12 zusammen mit der Kolbenstange 14 nach vorn bewegt wird, um das

ίο Druckmittel aus dem Hauptzylinder über den Auslaß 42 zu dem bzw. den Bremszylindern zu fördern. Gleichzeitig schließt sich das Rückschlagventil 37, um zu verhindern, daß das Druckmittel durch das Anschlußstück 36 hindurch aus der Zylinderbohrung 11 gedrückt wird.

Beim Freigeben des Betätigungspedals wird der Kolben 12 durch die Feder 34 wieder in seine Ausgangsstellung zurückgeführt, worauf hin auch der Spalt 22 zwischen dem Kopf 15 und dem Kolben 12 wieder vorhanden ist.

Bei dem in F i g. 4 und 5 gezeigten abgewandelten Ausführungsbeispiel ist eine Kolbenstange 50 vorgesehen, die durch ein Pedal 51 betätigt werden kann und axial gegenüber einem Kolben 52 verschiebbar ist, der in der Zylinderbohrung 53 eines Hauptzylinders arbeitet. Ein Kopf 54 an dem Arbeitsraum in der Zylinderbohrung 53 abgewandten Ende der Kolbenstange 50 ist in einer Bohrungserweiterung im äußeren Ende des Kolbens aufgenommen, innerhalb deren für die Bewegungen des Kopfes 54 ein Spalt 55 vorhanden ist. Ein Verschlußkörper 56, der mit einem Verbindungskanal 57 zusammenarbeitet, der vom inneren Ende der Zylinderbohrung 53 zu einem Bremsflüssigkeitsbehälter führt, weist einen Schaft 58 auf, dessen Kopf 61 am Ende des Schaftes 58 in einer axialen Bohrung 59 der Kolbenstange 50 verschiebbar geführt ist. Für den Kopf 61 ist ein Anschlag in Form eines am inneren Ende der Kolbenstange 50 befestigten Armsterns 62 vorgesehen.

Eine Feder 63 stützt sich zwischen einer mit dem Verschlußkörper 56 verbundenen Anschlagschei.be und dem Armstern 62 ab, während sich eine zweite Feder 64 zwischen dem Armstern und einer Schulter nahe dem inneren Ende der Zylinderbohrung 53 abstützt.

Ein Auslaßkanal 65, der aus der Zylinderbohrung 53 nahe deren innerem Ende herausführt, wird mit dem bzw. den Bremszylindern verbunden. Eine Druckmittelquelle wird mit einem Anschlußstück 65 verbunden, das in einen seitlichen Ansatz des Hauptzylinders so eingeschraubt ist, daß seine Achse unter einem Winkel zur Längsachse der Zylinderbohrung 53 verläuft. Zwischen dem Anschlußstück 65 und der Zylinderbohrung 53 ist ein Rückschlagventil 67 vorgesehen, daß sich in Richtung auf den Arbeitsraum in der Zylinderbohrung 53 öffnen kann. Ein weiteres Ventil 68 kann sich in der entgegengesetzten Richtung öffnen. Zum öffnen des Ventils 68 dient ein verschiebbarer Druckstift 69, an dessen in den Arbeitsraum in der Zylinderbohrung 53 ragenden Ende eine Stufe oder Schulter 70 der Kolbenstange 50 angreifen kann, sobald die Kolbenstange 50 bei der Betätigung der Bremse mit Hilfe des Pedals 51 eine Vorwärtsbewegung ausführt.

F i g. 6 zeigt eine weitere Konstruktion, bei der wiederum eine Kolbenstange 71 vorgesehen ist, die mit Hilfe eines Pedals längs der Achse eines Kolbens 72 bewegt werden kann; der Kolben 72 ist in der

Zylinderbohrung 73 eines Gehäuses 74 verschiebbar. Die Kolbenstange 71 trägt an ihrem dem Arbeitsraum in der Zylinderbohrung 73 abgekehrten Ende einen Kopf 75, der in einer Bohrungserweiterung am hinteren Ende des Kolbens 72 aufgenommen ist, wobei eine begrenzte freie Bewegung der Kolbenstange 72 gegenüber dem Kolben 72 möglich ist.

Ein Betätigungsglied 76 ist verschiebbar auf das in den Arbeitsraum in der Zylinderbohrung 73 ragenden Ende der Kolbenstange 71 aufgesetzt; diese Buchse 76 trägt einen radial nach außen ragenden Flansch 77. Eine Feder 78 ist zwischen dem inneren Ende der Zylinderbohrung 73 und dem Betätigungsglied76 angeordnet, und eine weitere Feder 79 stützt sich zwischen dem Betätigungsglied 76 und dem inneren Ende des Kolbens 72 ab. Diese beiden Federn dienen dazu, den Kolben 72 und die Kolbenstange 71 in Richtung auf ihre vollständig zurückgezogene Stellung vorzuspannen, die aus F i g. 6 ersichtlich ist; die Feder 79 hält außerdem das Betätigungsglied 76 normalerweise in Anlage an einem Anschlag 80 am Ende der Kolbenstange 71.

Ein aus dem inneren Ende der Zvlinderbohrung 73 herausführender Kanal 81 wird mit dem bzw. den Bremszylindern verbunden. Ein Anschlußstück 82, das mit einer Druckmittelquelle verbunden wird, stellt über ein Rückschlagventil 83 und ein unter Federspannung stehendes Kippventil 84 eine Verbindung zu der Zylinderbohrung 73 her; der Schaft 85 des Kippventils 84 ragt in die Zylinderbohrung 73 vor dem Flansch 77 des Betätigungsgliedes 76 hinein. Ein weiteres Anschlußstück 86, das mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter verbunden wird, stellt über ein unter Federspannung stehendes Kippventil 87 eine Verbindung zu der Zylinderbohrung 73 her; der Schaft 88 des Kippventils 87 ragt gegenüber dem Schaft 85 des Kippventils 84 in die Zylinderbohrung .73 hinein.

Die Achsen der Kippventile 84 und 87 verlaufen rechtwinklig zur Längsachse der Zylinderbohrung 73 und sind längs der Zylinderbohrung 73 so angeordnet, daß bei der vollständig zurückgezogenen Stellung der Kolbenstange 71 der Flansch 77 am Schaft 88 des Kippventils 87 angreift und dieses Kippventil 87 in der aus F i g. 6 und 7 ersichtlichen Weise geöffnet hält, während der Schaft 85 des Kippventils 84 von dem Flansch 77 durch einen Abstand getrennt ist.

Die Zylinderbohrung 73 steht normalerweise in freier Verbindung mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter, und zwar über das Kippventil 87, die Zylinderbohrung 73 ist dabei durch das Kippventil 84 von der Druckmittelquelle abgesperrt.

Wenn die Kolbenstange 71 bei der Betätigung der Bremse eine kurze Strecke zurücklegt und die in F i g. 8 gezeigte Stellung erreicht hat, hat sich der Flansch 77 genügend weit nach vorn bewegt, so daß sich das Kippventil 87 schließen konnte, um d.e Verbindung zu dem Bremsflüssigkeitsbehälter zu unterbrechen.

Bei der weiteren Vorwärtsbewegung der Kolbenstange 71 greift der Flansch 77 am Schaft 85 des Kippventils 84 an, so daß dieses Ventil in der in F i g. 9 gezeigten Weise geöffnet wird, damit das Druckmittel von der Druckmittelquelle zur Zylinderbohrung 73 und über den Kanal 81 zu dem bzw. den Bremszylindern strömen kann.

Beim Freigeben des Bremspedals wird die Kolbenstange 71 durch die Feder 78 wieder in ihre vollständig zurückgezogene Stellung gebracht, so daß sich das Kippventil 83 schließt, während das Kippventil 87 geöffnet wird.

Beim Versagen der Druckmittelquelle bewirkt die weitere Bewegung des Bremspedals, daß sich die Kolbenstange 71 nach vorn bewegt, bis der Spielraum zwischen dem Kopf 75 und dem Kolben 72 beseitigt ist; dann bewegt die Kolbenstange 71 den Kolben 72 nach vorn, wie es in Fi g. 10 gezeigt ist, um das Druckmittel aus der Zylinderbohrung 73 zu verdrängen und es zu dem bzw. den Bremszylindern zu fördern. Bei dieser Vorwärtsbewegung der Kolbenstange 71 gleitet die Kolbenstange 71 durch das Betätigungsglied 76, für die ein Anschlag durch den Schaft 85 des Kippventils gebildet wird, und das Kippventil 84 wird in seiner geöffneten Stellung gehalten; jedoch verhindert das Rückschlagventil 83, daß das Druckmittel wieder zur Druckmittelquelle zurückgefördert wird.

Die Erfindung sieht somit eine kombinierte Hauptzylinder- und Steuereinrichtung für ein mit einem Druckmittel arbeitendes Bremssystem vor, die von einfacher Konstruktion ist, zuverlässig arbeitet, sich mit geringen Kosten herstellen läßt und geringe Ansprüche an die Wartung stellt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hauptzylinder für eine Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ständig offenen Anschluß für die Radbremszylinder, der über eine in der Ruhestellung offene Verbindung mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter und über ein durch eine Feder in der Bremslösestellung geschlossen gehaltenes Ventil und ein damit in Reihe geschaltetes Rückschlagventil mit einer Druckmittelquelle verbunden ist und bei dem die Kolbenstange gegen die Wirkung einer Feder begrenzt axial verschieblich gegenüber dem Kolben ist und beim Verschieben gegenüber dem Kolben den mit den Radbremszylindern in Verbindung stehenden Teil des Hauptzylinders von dem Bremsflüssigkeitsbehälter trennt und das Ventil zur Druckmittelquelle öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (27, 57) zum Bremsflüssigkeitsbehälter am inneren Ende der Hauptzylinderbohrung (11, 53) vorgesehen ist, wie an sich bekannt, und von einem in der Kolbenstange (14, 50) gegen die Kraft einer Feder (33, 63) axial verschieblich geführten Verschlußkörper (26, 56) absperrbar ist und daß das zur Druckmittelquelle führende Ventil (38, 69) diese mit dem Arbeitsraum des Kolbens (12, 52) in der Hauptzylinderbohrung (11,53) verbindet.

2. Hauptzylinder für eine Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ständig offenen Anschluß für die Radbremszylinder, der über eine in der Ruhestellung offene Verbindung mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter und über ein durch eine Feder in der Bremslösestellung geschlossen gehaltenes Ventil und ein damit in Reihe geschaltetes Rückschlagventil mit einer Druckmittelquelle verbunden ist und bei dem die Kolbenstange gegen die Wirkung einer Feder begrenzt axial verschieblich gegenüber dem Kolben ist und beim Verschieben gegenüber dem Kolben den mit den Radbremszylindern in Verbindung stehenden Teil des Hauptzylinders von dem

Bremsflüssigkeitsbehälter trennt und das Ventil zur Druckmittelquelle öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (86) zum Bremsflüssigkeitsbehälter seitlich in die Zylinderbohrung (73) des Hauptzylinders in der Nähe von deren innerem Ende über ein Ventil (Kippventil 87) mündet, wie an sich bekannt, welches Ventil

von einem auf der Kolbenstange (71) verschiebbar angeordneten, unter der Wirkung einer Feder (79) stehenden Betätigungsglied (76) gesteuert ist, und daß das zur Druckmittelquelle führende Ventil (Kippventil 84) diese mit dem Arbeitsraum des Kolbens (72) in der Hauptzylinderbohrung (73) verbindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

009 583/173