DE1813564A1

DE1813564A1 - Druckerzeuger fuer ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem

Info

Publication number: DE1813564A1
Application number: DE19681813564
Authority: DE
Inventors: Cooney Leo Amdedie; Marco Nobili
Original assignee: Hydroease Corp
Current assignee: Hydroease Corp
Priority date: 1968-03-08
Filing date: 1968-12-09
Publication date: 1971-06-16
Also published as: GB1157064A

Description

Druckerzeuger für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeug-Bremssysteme und insbesondere auf Flüssigkeits-Druckerzeuger für solche Bremssysteme.
Eine üblicherweise als Bremssystem bezeichnete Anlage enthält einen hydraulischen Hauptbremszylinder und mit diesem über Flüssigkeitsleitungen verbundene einzelne Radbremszylinder. In einer Bremszylinderkammer wird mit Hilfe eines Bremspedals oder dgl. ein Hauptbremszylinderkolben verschoben, auf dessen Verschiebung hin auf die Radbremszylinder ein Flüssigkeitsdruck ausgeübt wird. Durch diesen Flüssigkeitsdruck werden Bremsbackeg gegen ihre zugehörigen Bremstrommeln gedrückt. Es ist bekannt, daß die Überwindung des Abstands zwischen den Bremsbacken und den Bremstrommeln einen Hauptbremszylinder relativ großer Kapazität erfordert und daß der durch Änderung des Verhältnisses des Hauptbremszylinderdurchmessers zu den Radbremszylinderdurchmessern mögliche Bereich einer Druckverstärkung begrenzt ist. Zur Erzielung höherer Drücke in den Radbremszylindern sind bereits verschiedene Bremskraftverstärkereinrichtungen vorgeschlagen worden. Dabei werden die Hauptbremszylinder für die Bereitstellung des jeweiligen großen erforderlichen Flüssigkeitsvolumens benutzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen in sich abgeschlossenen Flüssigkeitsdruckerzeuger zu schaffen, der sich durch eine einfache,doch gedrungene Bauweise auszeichnet und der in praktisch jedem hydraulischen Bremssystem angewendet werden kann. Der neu zu schaffende Druckerzeuger soll in einem einzigen Gehause einen nachstehend auch rAr als Hauptzylinder bezeichneten Hauptbremszylinder, einen Druckverstärker und einen Flüssigkeitsvorratsbehälter enthalten. Dieses Gehäuse soll zum Zwecke einfacher Herstellung zweckmäßigerweise gegossen oder aus einem Metallstück hergestellt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Druckerzeuger für ein Fahrzeug-Bremssystem, enthaltend ein Gehäuse, in welchem ein Hauptzylinder mit einem Hauptkolbenteil, ein Vorratsbehälter und ein Druckverstärker-Zylinder vorgesehen und miteinander verbunden sind. Diese Elemente des Druckerzeugers vermögen eine Bremsflüssigkeit aufzunehmen. Das Gehäuse ist mit einer Befestigungseinrichtung versehen, durch die es in wirksamer Lage an einem Fahrzeug befestigt werden kann. Der Vorratsbehilter ist dabei im wesentlichen oberhalb des Hauptzylinders angeordnet; er vermag Bremsflüssigkeit unter der Wirkung der Erdschwerkraft abzugeben. Die Druckverstärkeranordnung befindet sich im allgemeinen unterhalb des Hauptzylinders; sie vermag die von dem Hauptzylinder abgegebene, unter Druck stehende Bremsflüssigkeit aufzunehmen und unter stärkerem Druck an das Bremssystem abzugeben.
Vorzugsweise liegt die Achse des Hauptzylinders bei in seiner Arbeitslage befindlichem Gehäuse nahezu horizontal.
Die Befestigungseinrichtung kann einen Flansch enthalten, der das Gehäuse mit einer Außenwand an einer Wand des Fahrzeugs zu befestigen erlaubt. Die Gehäusewand besitzt eine Öffnung, die das Hauptkolbenteil mechanisch mit einem Bremspedal zu verbinden erlaubt. Ein Ende des Druckverstärkerzylinders erstreckt sich durch eine gegenüberliegende Außenwand des Gehäuses,das dort mittels eines verschiebbaren Absperrteiles abgedichtet ist.
Der Druckverstärkerzylinder kann eine erste und eine zweite Kammer enthalten. Die Kammern werden durch zwei einander gegenüberliegende Flächen einer Kolbenanordnung begrenzt, die in dem Zylinder gleitbar angeordnet ist. Die erste Fläche ist effektiv größer als die zweite Fläche. Ferner ist eine Ventileinrichtung vorgesehen, die eine Flüssigkeitsströmung zwischen den Kammern erlaubt, wenn der Druck in der ersten Kammer unterhalb eines bestimmten Wertes liegt.
Die Ventileinrichtung arbeitet vorzugsweise mit der Kolbenanordnung derart zusammen, daß sie durch die Bewegung der Kolbenanordnung verschließbar ist, wenn der Druck in den Kammern unterhalb des genannten bestimmten Wertes liegt.
Der Druckerzeuger enthält vorzugsweise Vorspanneinrichtungen, durch die die Kolbenanordnung in Richtung auf die erste Kammer zu orespannt ist.
Die Kolbenanordnung kann zwei Kolbenteile besitzen, von denen das eine in dem anderen angeordnet ist. Jedes Kolbenteil weist zwei gegenüberliegende, ungleich große Flächen auf; die einander gegenüberliegenden Seiten beider Kolbenteile sind die größten Flächen des jeweiligen Kolbens.
Die Vorspanneinrichtung kann auf eines der Kolbenteile direkt eine Federkraft ausüben. Die einander gegenüberliegenden Flächen der Kolbenteile besitzen eine solche Größe, daß in dem Fall, daß der Druck in der ersten Kammer einen zweiten, über dem erstgenannten bestimmten Wert liegenden bestimmten Wert überschreitet, ein Kolbenteil sich relativ zu dem anderen Kolbenteil in Richtung auf die zweite Kammer zu bewegt. Dadurch steigt der Flüssigkeitsdruck in dieser Kammer.
Die Bewegung des einen Kolbenteils kann eine Bewegung des anderen Kolbenteils in entgegengesetzter Richtung hervorrufen.
Das genannte eine Kolbenteil kann das Innen-Kolbenteil sein; es weist einen axial verlaufenden Durchgang auf.
Die Ventileinrichtung umfaßt ein Ventilglied, das in dem Durchgang angeordnet ist und das dichtungsmäßig an einer darin befindlichen Sitz- bzw. Paßflache anliegen kann.
Ein Teil des Ventilgliedes liegt an einem Teil des Zylinders an, wenn der Druck in der ersten Kammer unterhalb des erstgenannten bestimmten Wertes liegt. Dadurch wird das Ventilglied von der Sitz- bzw. Paßfläche ferngehalten.
Die beiden Kammern können jeweils axial versetzte Bereiche einer stufenförmig verlaufenden Zylinderbohrung besitzen, in der die Nolbenanordnung angeordnet ist. Die Kolbenanorcilun besitzt eine entsprechende stufenförmig verlauf ende zylinderförmige Außenfläche, derzufolge zwischen der Kolbenanordnung und der stufenförmig verlaufenden Zylinderbohrung Zwischenräume vorhanden sind, die weder mit der einen Kammer noch mit der anderen Kammer sondern mit dem Vorratsbehälter verbunden sind.
Zur Verbindung der genannten Zwischenräume mit dem Vorratsbehälter kann eine ein verstellbares Drosselventil enthaltende Rohrleitung dienen.
Das Hauptkolbenteil befindet sich zufolge einer Vorspannung vorzugsweise in zurückgezogener Stellung an einem Ende des Iiauptzylinders. Die Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem Vorratsbehälter ist unterbrochen, wenn das Hauptkolbenteil aus dieser zurückgezogenen Stellung herausgeführt wird.
Die Achsen des Hauptzylinders und des Druckverstärkerzylinders verlaufen vorzugsweise nahezu parallel. Wenn das Gehäuse sich in seiner Arbeitslage befindet, wird der Vorratsbehälter vorzugsweise von der Oberseite des Gehäuses her geöffnet; er wird durch eine abnehmbare Abdeckung verschlossen.
Die Erfindung betrifft ferner ein einen Druckerzeuger der zuvor erläuterten Art verwendendes Fahrzeugbremssystem.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer Perspektivansicht einen einen Hauptzylinder, einen Vorratsbehälter und eine Druckverstärkeranordnung umfassenden Druckerzeuger gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt den Druckerzeuger gemäß Fig. 1 in einer Schnittseitenansicht.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht in der in Fig. 2 eingetragenen Schnittebene 3-3.
Fig. 4 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform der Erfindung, enthaltend einen DoppelHauptzylinder mit hintereinander angeordneten Kolben.
Fig. 5 zeigt in einem Längsschnitt den Verstärkerteil der in Fig. 4 schematisch dargestellten Anordnung'und zwar unter Zugrundelegung einer Ansicht in der in Fig. 6 eingetragenen Schnittebene 5-5.
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der in Fig. 5 eingetragenen Schnittebene 6-6.
Fig. 7 zeigt schematisch eine ähnliche Anordnung wie Fig.4, jedoch mit nebeneinander angeordneten Hauptzylindern.
Fig. 8 zeigt eine Längsschnittansicht des Verstärkerteils der schematisch in Fig. 7 gezeigten Anordnung entlang der in Fig. 9 eingetragenen Schnittebene 8-8.
Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht entlang der in Fig. 8 eingetragenen Schnittebene 9-9.
Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Gehäuse 20, in dem sämtliche Arbeitselemente enthalten sind. Das Gehäuse 20 ist vorzugsweise ein Einzelgußteil mit einem an einem Ende vorgesehenen plattenförmigen Befestigungsteil 22, das mit voneinander versetzten Öffnungen 24 versehen ist, durch welche Befestigungselemente, wie Schrauben oder dgl., hindurchgeführt werden können, um die gesamte Anordnung in ihrer Arbeitslage an einem geeigneten Teil des Fahrzeugs, wie z.B. an der Spritzwand, befestigen zu können. Das Gehäuse ist auf der Oberseite offen; der obere Teil des Gehäuses bildet einen Vorratsbehälter 26, der eine Flüssigkeit für die Anordnung liefert.
Eine Abdeckplatte 28 deckt die Oberseite des Vorratsbehälters 26 ab; sie ist an dem Vorratsbehälter durch eine Maschinenschraube 30 angeschraubt, die, wie Fig. 3 zeigt, in einen nach oben -sich erstreckenden Ansatz 32 eingeschraubt ist. Unterhalb des Vorratsbehälters 26 befindet sich in dem Gehäuse 20 ein glatter Zylinder 34. Ein Ende dieses Zylinders 34 verläuft durch die Befestigungsplatte 22; das andere Ende des Zylinders 34 ist verschlossen. In dem Zylinder 34, der als Hauptzylinder bezeichnet werden kann, ist ein Hauptkolben 36 mittels einer Bremspedalstange 38 gegen eine Feder 40 verschiebbar. Die Feder 40 bewirkt, daß der Kolben in seiner normalen zurückgezogenen Stellung auf der rechten Seite des Zylinders (unter Zugrundelegung der Ansicht gemäß Fig. 2) gehalten wird. Dem Haupt zylinder 34 wird von dem Vorratsbehälter 26 durch einen Durchgang 42 Druckflüssigkeit zugeführt. Die Austrittsöffnung des Durchganges 42 befindet sich in dem Hauptzylinder unmittelbar vor dem Kolben 36 in dessen zurückgezogener Stellung. Ein zweiter Flüssigkeitsdurchgang 44 dient als Rücklauf zur Rückführung von Druckflüssigkeit bei auf einen Arbeitshub hin sich zurückziehendem Kolben 36.
Unterhalb und seitlich des Hauptzylinders 34 befindet sich ein Druckverstärkerzylinder. Dieser Druckverstärkerzylinder weist eine stufenförmig abgesetzte Bohrung 46 auf, die durch ein Ende 48 des Gehäuses verläuft, wie dies Fig. 2 zeigt. Das gegenüberliegende Ende der Bohrung 46 ist an der Stelle 50 verschlossen. Die Achsen des Hauptzylinders 34 und des Druckverstärkerzylinders (46) verlaufen nahezu parallel. Befindet sich das Gehäuse 20 in seiner Arbeitslage, so verlaufen diese Achsen nahezu horizontal. Die Bohrung 46 weist eine Vielzahl koaxial verlaufender Einzelbohrungen auf, die im Durchmesser von dem Ende 48 zu dem Ende 50 hin abnehmen. Diese Bohrungen sind mit 52, 54, 56, 58 und 60 bezeichnet. Dasjenige Ende der Bohrung, an dem ein hoher bzw. ein niedriger Druck herrscht, ist verschlossen. Zu diesem Zweck ist ein mit einem Außengewinde versehenes Verschlußteil 62 in einen Gewindeteil der Bohrung 54 eingeschraubt. Das Verschlußteil weist einen glatten Z7linderteil 6Zf auf, der verschiebbar in der Bohrung 52 aufgenommen ist. Das Verschlußteil 62 weist ferner einen vorstehenden Kopfteil 66 auf, der vorzugsweise als Sechskant geformt ist. Dadurch kann das Verschlußteil mittels eines Schraubenschlüssels leicht verstellt werden. Neben dem Kopf 66 verläuft ein ringförmiger Nut, in dem ein Dichtungsring 68 zur Abdichtlm, des Verschlußteils in dem Gehäuse vorgesehen ist.
In den Bohrungen 56 und 58 befindet sich eine hin- und herbewegbare Kolbenanordnung, die den Druckverstärkerzylinder in zwei Kammern aufteilt, nämlich in eine erste oder hintere Kammer und in eine zweite oder vordere Kammer.
Die Kolbenanordnung besteht aus einem abgesetzten Hohlkolben 70, der mit Haupt- und Neben-Lagerteilen 72 und 74 in den Bohrungen gelagert ist. Jedes Lagerteil weist einen äußeren 1Sut zur Aufnahme eines Dichtungsrings 76 bzw. 78 auf. Der Hohlkolben 70 ist mit einer Umfangsschulter 80 versehen, die an einer ihr gegenüberliegenden Anschlagschulter 82 zwischen den Bohrungen 56 und 58 anzuliegen vermag und die die Bewegung des Kolbens 70 bei dessen Arbeitshub nach rechts - unter Zugrundelegung der Ansicht gemäß Fig. 2 - zu begrenzen erlaubt.
Der Hohlkolben 70 besitzt in seinem Innern eine hintere Bohrung 84 großen Durchmessers und eine vordere Bohrung 86 kleinen Durchmessers. Durch diese Bohrungen sind zylinderförmige Flächen geschaffen, die einen zweiten stufenförmig abgesetzten Hohlkolben88 gleitend aufzunehmen erlauben, der zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung relativ zu dem Kolben 70 dient und der konzentrisch zu diesem angeordnet ist. Der Kolben 88 besitzt an seinem hinteren Ende 90 einen großen Durchmesser und an seinem vorderen Ende 92 einen kleineren Durchmesser. Zwischen den Kolben 70 und 88 sind Dichtungen vorgesehen, von denen eine Dichtung 94 in einer Außennut des Endes 90 des Kolben 88 vorgesehen ist.
Die andere Dichtung 96 ist in einer Innennut des Teiles 74 des Kolbens 70 vorgesehen. Damit weist die Kolbenanordnung eine erste oder hintere Arbeitsseite, die durch die hinteren Arbeitsseiten der Kolben 70 und 88 gebildet ist, und eine zweite oder vordere Arbeitsseite auf, die durch die vorderen Arbeitsseiten der Kolben 70 und 88 gebildet ist. Die erste Arbeitsseite weist eine größere effektive Fläche auf als die zweite Arbeitsseite. Ein an den Kolben 88 angrenzendes zylinderförmiges Absperrteil 98 ist verschiebbar in einer Bohrung 84 gelagert. Das Absperrteil 98 wird in dem Kolben 70 durch einen Sprengring 100 festgehalten. Der Sprengring 100 sitzt in einer ringförmigen Nut in dem Kolben 70. Das Absperrteil 98 und der Kolbenteil 90 sind mit koaxial verlaufenden Flüssigkeitsdurchgängen 102 und 104 versehen, durch welche ein in das Teil 62 eingepreßter Stift 106 hindurch verläuft. Das vordere Ende 92 des Kolbens 88 ist, wie an der Stelle 108 gezeigt, ausgebohrt; das betreffende Ende 92 des Kolbens 88 dient zur Aufnahme einer Ventileinrichtung, die eine Strömung zwischen der ersten und der zweiten Kammer ermöglicht. Die Ventileinrichtung besteht aus einem Ventilteil bzw. einer Kugel 110, einem Kugelhalteteil 112 und einer Feder 114. Zwischen dem Kugelhalteteil 112 und einer in dem Kolbenteil 90 befindlichen Nut ist ein ringförmiges Dichtungsteil 116 vorgesehen. Dieses Dichtungsteil 116 dient als Dichtungssitz für die Kugel 110, die in Richtung auf diesen Dichtungssitz durch eine Feder 114 gedrückt wird. Das Kugelhalteteil ist in der Kolbenbohrung 108 durch eine mit einer Öffnung versehene Scheibe 118 in seiner Lage festgehalten; die Scheibe 118 ist in die Kolbenbohrung eingepreßt. Sowohl die Kugelhalteeinrichtung als auch die Scheibe 108 können vorzugsweise mit axial verlaufenden Ausschnitten versehen sein, um bei geöffnetem Kugel-Verschluß 110 eine völlig ungehinderte Flüssigkeitsströmung durch die Absperrventil anordnung zu gewährleisten. Eine eine Schraubenfeder 120 besitzende Vorspannungseinrichtung befindet sich in der Kolbenbohrung 108. Die Schraubenfeder 120 übt auf die Kolben 70 und 88 eine solche Kraft aus, daß diese sich in ihrer jeweiligen aus Fig. 2 ersichtlichen zurückgezogenen Stellung befinden. Das gegenüberliegende Ende der Feder 120 ist in der Bohrung 60 verschiebbar gelagert; es liegt an der Stirnwand 50 an.
Mit in ihrer äußersten zurückgezogenen Stellung befindlichen Kolben 70 und 88 liegt der Stift 106, der ein Teil des Druckverstärkerzylinders bildet, an der Kugel 110 an und hält diese in einer von der Sitzfläche entfernten Stellung. Damit besteht eine geradlinige Flüssigkeitsverbindung. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das hintere Ende des äußeren Kolbenteils 72 mit einer Öffnung versehen, durch die die Bohrung 54 mit den zentralen Flüssigkeitsdurchgängen 102 und 104 verbunden ist.
Wie besonders deutlich aus Fig. 3 hervorgeht, schafft ein Flüssigkeitsdurchgang 122 eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Vorratsbehälter und der Bohrung F6. Aus Fig. 2 dürfte dabei ersichtlich sein, daß der Durchgang 122 in die Bohrung 56 hineinläuft. Der Außenkolben 70 ist mit zwei diametral gegenüberliegenden Öffnungen 124 versehen, so daß eine Flüssigkeitsverbindung von dem Zwischenraum 126 zwischen den Kolben 70 und 88 zu dem Durchgang 122 hergestellt ist. Durch diesen Durchgang 122 kann in dem zwischen den beiden Kolben befindlichen Zwischenraum 126 oder in dem zwischen dem äußeren Kolben und der Bohrung 56 befindlichen Zwischenraum 56 eingeschlossene Flüssigkeit zu dem Vorratsbehält er 26 hin abgeführt wird. Dadurch ist das Entstehen eines Drucks während der Vorwärtsbewegung der Kolben vermieden.
Durch ein auf dem Gehäuse 20 schräg verlaufendes und den Durchgang 122 enthaltendes Seitenteil 128 ist eine Schraube 130 geschraubt, deren Spitze in den Durchgang 122 hineinragt. Diese Schraube kann als verstellbares Absperrventil benutzt werden, um den Durchgang zu öffnen bzw. zu verschließen. An dem Gehäuse 20 ist eine die Absperr-Schraube aufnehmende Mutter 132 oder dgl. befestigt. Dadurch kann die Schraube in jeder gewünschten Stellung gehalten werden. Sin Flüssigkeitsdurchgang 134 verbindet den Zylinder 34 mit dem unter niedrigen Druck stehenden großen Ende 54 der Kammer 46. An dem gegenüberliegenden Ende der Kammer 46 befindet sich im Bereich der Bohrung 60 ein Auslaß 136 mit einer Bohrung, die zur Aufnahme eines Anschluwgliedes dient, an das zu den einzelnen Bremszylindern des Fahrzeugs hinführende Bremsflüssigkeitsleitungen angeschlossen sind. Eine Ablaßöffnung 138 verläuft oberhalb der Öffnung 136 in den Zylinder 46 hinein; sie weist ein Innengewinde zur Aufnahme eines Abzapfventils 140 auf, wie dies in Fig. 1 und 3 gezeigt ist. Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 die Arbeitsweise der zuvor betrachteten Anordnung naher erläutert. Hierzu sei angenommen, daß die Anlage mit einer Druckflüssigkeit gefüllt ist und daß in den Verbindungs-Bremsleitungen und in den einzelnen Radbremszylindern ebenfalls Druckflüssigkeit enthalten ist. Das Bremssystem ist damit zur Ausführung eines Arbeitsvorgangs bereit. Die Anlage befindet sich in dem Motorraum des Fahrzeugs normalerweise in horizontaler Lage; sie ist mit Hilfe von Schrauben oder dgl., die durch die Offnungen 24 und den Gehäuseflansch 22 verlaufen, an dem Fahrzeug befestigt. Die Anlage ist dabei so angeordnet, daß die Bremspedalstange 38 in axialer Richtung zu dem Hauptzylinderkolben 36 ausgerichtet ist. In der Ruhestellung befindet sich der Hauptzylinderkolben 36 normalerweise in seiner zurückgezogenen Stellung, und zwar unter dem Einfluß der Feder 40. Auf der anderen Seite werden die Kolben 70 und 88 in der Kammer 46 unter der Wirkung der Feder 120 in ihren zurückgezogenen Stellungen gehalten. Auf die Ausübung eines Drucks auf das Fahrzeugbremspedal (nicht gezeigt) wird dæ Stange 38 verschoben.
Dadurch bewegt sich der Hauptzylinderkolben 36 - unter Zugrundelegung der Ansicht gemäß Fig. 2 nach links - und drückt die Druckflüssigkeit durch den Durchgang 134 in die Kammer 46 und aus dem Auslaß 136 in die einzelnen Radbremszylinder hinein. Dadurch werden die Bremsbacken aus ihren Ruhestellungen in Kontakt mit den Bremstromm-eln oder dgl. gebracht. Während der ersten Arbeitsstufe befinden sich die Kolben 70 und 88, wie dies Fig. 2 erkennen läßt, in ihren zurückgezogenen Stellungen; zwischen dem Hauptzylinder 34 und dem Auslaß136 besteht damit eine Durchgangsverbindung, da der Stift 106 an der Kugel 110 anliegt und diese von ihrer Sitzfläche innerhalb des Kolbens 88 fernhält. Da die Kraft, die erforderlich ist, um die Bremsbacken aus ihren Ruhestellungen heraus zu bewegen und an ihren zugehörigen Bremstrommeln anliegen zu lassen, relativ gering ist, erfolgt die Druckübertragung zu den einzelnen Bremszylindern bei zunächst nicht an der genannten Sitzfläche anliegender Kugel 110 durch den Hauptzylinder. Der Hauptzylinderkolben 36 liefert dabei eine genügende Druckkraft um -die Bremsbackenbewegung zu bewirken, und zwar auch bei Ausübung eines geringen Druckes auf die Fahrzeugbremse.
Wenn die Bremsbacken mit ihren Bremstrommeln in Kontakt gelangen, ist ein wesentlich größerer Flüssigkeitsdruck erforderlich, um die Bremsbacken fest an diese Bremstrommeln anzudrzken und damit das betreffende Fahrzeug anzuhalten. Eine zusätzliche durch den Kraftfahrzeugfahrer auf das Bremspedal ausgeübte Kraft ruft einen nahezu gleichmäßigen Anstieg des Flüssigkeitsdrucks innerhalb des Systems hervor. Bei nicht an der Sitzfläche anliegender Kugel 110 sind die Blüssigkeitsdrucke in der ersten und zweiten Kammer auf den gegenüberliegenden Seiten der Kolben 70 und 86 gleich groß. Die Kolben werden damit zunächst durch die Feder 120 in ihren zurückgezogenen Stellungen gehalten. Da die effektive Gesamtfläche der vorderen Arbeitsseiten der Kolben (d.h. die zweite Arbeitsseite der Kolbenanordnung) kleiner ist als die effektive Gesamtfläche der hinteren Seiten der Kolben 70 und 88 (d.h. der ersten Arbeitsseite), ergibt sich, daß bei einem bestimmten Flüssigkeitsdruck der in die Bohrung 54 durch den Durchgang 134 eintretenden Flüssigkeit die Summe der Flüssigkeitsdrucke, die gegen die Kolbenvorderseiten zuzüglich der Rückführkraft der Feder 120 wirken, durch die gegen die hinteren Seiten der Kolben 70 und 88 ausgeübte Kraft überstiegen wird. An dieser Stelle beginnen die Kolben 70 und 88 sich in Vorwärtsrichtung (d.h.
von links nach rechts gemäß Fig. 2) zu bewegen. Dadurch kommt die Kugel 110 an dem Dichtungssitz innerhalb des Kolbens 88 zum Anliegen. Die zum Verschließen des Ventils führende Anfangsbewegung der Kolben kann als Schwimmbewegung angesehen werden, da die Kolbendurchgänge offen sind.
Liegt die Kugel 110 an ihrer Paß- bzw. Sitzfläche an, so sind die Kolbendurchgänge verschlossen; jede weitere Vorwärtsbewegung der Kolben führt zu einem Ansteigen des Flüssigkeitsdruckes in der Kammer 46, und zwar in Vorwärtsrichtung der Kolben. Dies führt zu einem Ansteigen des Druckes in den Leitungen und in den Radbremszylindern des Bremssystems.
Wenn der Bereich vor den Kolben 70 und 88 als Pumpkammer angesehen wird, dürfte einzusehen sein, daß die gemeinsame Bewegung beider Kolben einen Druckanstieg in der Pumpkammer hervorruft und daß dasVerhältnis des Flüssigkeitsdruckes in dem Haupt zylinder zu dem Flüssigkeitsdruck in der Pumpkammer gleich dem Verhältnis der effektiven Flächen der hinteren und vorderen Seiten der Kolben ist. Dieses Verhältnis oder diese Druckdifferenz entspricht bei sich gemeinsam bewegenden Kolben dem Quadrat der Durchmesser der in der Kammer 46 enthaltenen Bohrungen 56 und 58. In Anpassung an die jeweiligen Forderungen eines bestimmten Systems kann dieses Verhältnis durch Ändern der Durchmesser der Bohrungen und des Durchmessers des äußeren Kolbens 70 entsprechend geändert werden. Da von den Durchmessern des Kolbens und der Bohrungen das Volumen der in den Kammern befindlichen Druckflüssigkeit direkt abhängt, führt eine Änderung des Bohrungsdurchmessers zu einer entsprechenden Änderung des Volumens der Flüssigkeit, die erforderlich ist, um die Kolben um eine bestimmte Strecke zu verschieben. Damit hängen die Größe der Hauptzylinderkolbenbewegung und der Bremspedalbewegung von der Größe der zuvor erwähnten Durchmesser ab. Eine optimale Bremspedalbewegung läßt sich für eine gegebene Bremswirkung innerhalb gegebener Grenzen durch geeignete Wahl der Durchmesserverhältnisse erzielen.
Zurückkommend auf Fig. 2 sei bemerkt, daß in dem Fall, daß der Flüssigkeitsdruck in dem Haupt zylinder und damit der auf die Rückseite des inneren Kolbens 88 wirksame Druck die Rückhaltekraft der Feder 120 und außerdem den gegen die Vorderseite des Kolbens 88 wirksamen Flüssigkeitsdrucks überschreitet, der betreffende Kolben sich in Vorwärtsrichtung in die Pumpkammer hineinbewegt, uhd zwar unabhängig von dem äußeren Kolben 70. Die relativen Flächen der Vorder- und Rückseiten der Kolben 70 und 88 können so gewählt sein, daß durch den sich zurückziehenden äußeren Kolben 70 eine gemeinsame Wirkung oder eine weitere Dnuckverstärkung hervorgerufen wird. Dadurch wird ein Gegendruck hervorgerufen, der den Druck in der Antriebskammer überschreitet. Dies führt zu einem Ausgleich der einander entgegengesetzt gerichteten Kräfte auf den äußeren Kolben, während der wirksame Druck des inneren Kolbens 88 ansteigt.
Das Loslassen des Bremspedals und die Zurückführung des iiauptzylinderkolbens 36 durch die Feder 40 nach dem jeweiligen Bremsvorgang führt zu einer nahezu augenblicklichen Abnahme des auf die Rückseiten der Kolben 70 und 88 wirkenden Druckes. Die Folge hiervon ist, daß diese Kolben sich unter der Wirkung der Feder 120 zurückziehen können.
Dabei wird die Kugel 110 von ihre- SitzIlciche wieder wegeführ;, und eine Durchgangsverbindung zwischen dem Hauptzylinder und den Leitungen des Bremssystems ist wieder hergestellt.
Im folgenden seien insbesondere die Figuren 4, 5 und 6 näher betrachtet. In diesen Figuren ist schematisch eine die Erfindung umfassende Anordnung gezeigt, die zwei zueinander ausgerichtete Hauptzyli ier 150 und 152 und zwei Druckverstärkerzylinder 154 und 156 enthält, deren jeder mit einem Haupt zylinder verbunden ist. Ferner sind zwei Flüssigkeitsvorratsbehälter 158 und 160 vorgesehen, deren jeder zur Flüssigkeitsabgabe an jeweils einen der Hauptzylinder 150, 152 dient. Eine derartige Anordnung kann in vorteilhafter Weise dort eingesetzt werden, wo es erwünscht ist, über funktionell getrennte Einrichtungen für die Steuerung der Vorderradbremsen und der Hinterradbremsen verfügen zu können. Mit dem Hauptzylinderkolben ist in dem hinteren Zylinder 150 eine Bremspedalstange 162 verbunden. Diese Bremspedalstange ist ihrerseits über ein Verbindungsglied 164 mit dem Hauptzylinderkolben des vorderen Zylinders 152 verbunden, so daß auf eine Bestätigung der Bremspedal stange 162 hin beide Ifauptzylinderkolben derart verschoben werden, daß sie die Bremsen-belder Vorderräder und beider Hinterräder des Fahrzeugs betätigen. Wie besonders deutlich aus Figuren 5 und 6 hervorgeht, nimmt ein Gehäuse 166 die verschiedenen Teile der in Fig. 4 schematisch gezeigten Anordnung auf--.. Der Vorratsbehälter 158 ist mit einer AbdeckpLatte 168 vers-ehen die ihrerseits durch eine Staubabieckung 170 überdeckt ist.
Die Abdeckplatte und die Stauhabdeckung. sind an dem Gehäuse durch Schrauben 172 oder dgl befestigt. Der Vorratsbehälter 158 ist in zwei voneinander getrennte Kammern unterteilt, wie.. dies Fig. 4 erkennen läßt.- Di-e hintere Kammer 158 ist durch einen Durchgang 174 mit dem .Hauptzylinder 150 verbunden; die vordere Kammer 160 ist durch einen Durchgang 176 mit dem Hauptzylinder 152 verbunden.
Die Vorratsbehälterkammer 158 ist. ferner durch ein-en Durchgang 178 mit dem Verstärkerzylinder 156 verbunden. Die Vorratsbehälterkammer 160 ist durch eine Flüssigkeitsleitung 180 mit dem Verstärkerzylinder 154 verbunden.
Der Haupt zyl inder 150 weist an seinem vorderen Ende einen Durchgang 182 auf, der mit dem hinteren Ende des Verstärkerzylinders 156 verbunden ist. Dieser Verstärkerzylinder 156 ist seinerseits mit einem Auslaßdurchgang 184 versehen, an den die Bremsleitungen angeschlossen sind, welche mit den Radbremszylindern oder mit einem Paar der Fahrzeugräder verbunden sind. Das vordere Ende des Iiauptzylinders 152 ist in entsprechender Weise durch eine Flüssigkeitsleitung 186 mi.t dem hinteren Ende des Verstärkerzylinders 154 verbunden. Der Verstärkerzylinder 154 weist einen Auslaß 188 auf, an den die Flüssigkeitsleitungen angeschlossen sind, die zu den Radbremszylindern der übrigen Fahrzeugräder hinführen.
Für jeden der Verstärkerzylinder 154 und 156 ist ein verstellbares Drosselventil vorgesehen, mit dessen Hilfe die Durchgänge 178 und 180 versperrt werden können. Eines dieser Ventile ist das Ventil 190. Die Ventile besitzen den gleichen Aufbau wie das in Fig. 3 gezeigte Ventil 130.
In entsprechender Weise ist jeder Verstärkerzylinder-mit einem Ablaßventil verstehen, von denen in Fig. 6 ein Ablaßventil 192 für den Druckverstärkerzylinder 154 gezeigt ist.
Das betreffende Ablaßventil stimmt mit dem in Fig. 3 gezeigten Ablaßventil 140 überein.
Die Konstruktion der Druckverstärkerzylinder 154 und 156 stimmt mit der des Zylinders 46 gemäß Fig. 2 überein. Deshalb wird der innere Aufbau dieser Zylinder hier nicht näher beschrieben; es dürfte einzusehen sein, daß die im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 zuvor gegebenen Erläuterungen in gleicher Weise auf die Fig. 4 bis 6 anwendbar ist. Unter der Annahme, daß der hintere Hauptzylinder 150 die Hinterradbremsen und der vordere Hauptzylinder 152 die Vorderradbremsen des Fahrzeugs auf eine Betätigung des Fahrzeugbrems pedal hin steuert, werden durch eine Bewegung der Bremspedalstange 162 die Kolben der Hauptzylinder 150 und 152 in Richtung des in Fig. 4 eingetragenen Pfeiles bewegt.
Durch die Bewegung des Kolbens des Hauptzylinders 150 wird die Druckflüssigkeit durch den Durchgang 182 in den Verstärkerzylinder 156 eingeführt. Bei in der Anfangsstellung befindlichem Druckverstärker strömt, wie aus Fig. 5 hervorgeht, Flüssigkeit durch den Durchgang 184 in die 3remsleitung hinein. Während dieser ersten stufe befinden sich die beiden in der Kammer 154 vorgesehenen Kolben in ihren zurückgezogenen Stellungen, wie dies Fig. 5 erkennen läßt. Mit Ansteigen des Druckes in der Kammer beginnen die Kolben "zu fließen" und bewirken ein Schließen des Kugelventils in dem inneren Kolben und damit eine Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Durchgang 182 und dem Auslaß 184. Wenn dieser Zustand auftritt, führt eine weitere in Vorwärtsrichtung erfolgende Bewegung der Kolben in der Kammer 154 zu einem Ansteigen des Flüssigkeitsdruckes in der Kammer vor den Kolben und damit zu einem Ansteigen des Druckes in den Leitungen und den Radbremszylindern des Bremssystems, wie dies in entsprechender Weise in Verbindung mit Figuren 1 bis 3 zuvor erläutert worden ist. Die in dem System sich entwickelnden Druckverhältnisse hängen direkt von den Durchmesserverhältnissen der Kolben ab. Daher kann ein optimaler Druckanstieg für ein gegebenes System durch Ändern der Durchmesser beider Kolbenenden erreicht werden.
Wenn die Hauptzylinderkolben unter dem Einfluß der Bremspedalstange 162 gemeinsam bewegt werden und gleichzeitig die im Zusammenhang mit dem Verstärkerzylinder 156 erläuterte Wirkung auftritt, so bewirkt die Bewegung des Hauptzylindqrkolbens 152, dap die Druckflüssigkeit durch den Durchgang 186 und durch den Verstärkerzylinder 154 zu dem Auslaß 188 hin fließt. Wenn der Druck in dem Zylinder 156 einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird das in diesem Zylinder befindliche Ventil geschlossen. Die in der Kammer 156 befindlichen abgesetzten Kolben werden verschoben und bewirken ein Ansteigen des Flüssigkeitsdruckes in Vorwärtsrichtung der Kolben. Dies führt zu einem Ansteigen des Druckes in den Leitungen und in den Radbremszylindern der Hinterräder des Fahrzeugs.
In Fig. 7 bis 9 ist eine der in Figuren 4 bis 6 gezeigten Anordnung ähnliche Anordnung dargestellt. Der Xauptunterschied beider Anordnungen besteht darin, daß im vorliegenden Fall die Hauptzylinder nicht koaxial hintereinander sondern nebeneinander angeordnet sind. Gemäß Figuren 7 bis 9 ist ein Gehäuse 200 mit einer Stirnplatte 202 vorgesehen, die zur Befestigung der Anordnung an dem Fahrzeugkörper dient. In dem oberen Ende des Gehäuses sind zwei Vorratsbehälter 204 und 206 vorgesehen, die durch eine gemeinsame Abdeckplatte 208 überdeckt sind. Die gemeinsame Abdeckplatte 208 ist an dem Gehäuse mittels einer Schraube 210 befestigt. Unterhalb des jeweiligen Vorratsbehälters ist jeweils ein Ilauptsylinder 212 bzw. 214 angeordnet; die liauptzlinder sind mit ihrem jeweiligen Vorratsbehälter jeweils durch eine Flüssigkeitsleitung 216 bzw. 218 verbunden. Jedem liauptzylinder ist ein Verstärkerzylinder zugeordnet. Dabei ist der Zylinder 212 durch eine Flüssigkeitsleitung ?22 mit dem Zylinder 220 verbunden. In entsprechender Weise ist dar Zylinder 214 durch einen Durchgang 226 mit einem Zylinder 224 verbunden. Die Druckverstärkerzylinder 220 und 224 weisen jeweils einen Flüssigkeitsauslaß 228 bzw. 230 auf. Jeder Verstärkerzylinder ist zusätzlich mit einem Flüssigkeitsdurchgang 232 bzw. 234 versehen, der das jeweils obere Zylinderende mit dem entsprechenden Vorratsbehälter 204 bzw. 206 verbindet.
Die in Figuren 7 bis 9 dargestellte Anordnung arbeitet ill derselben Weise wie die in Figuren 4 bis 6 gezeigte Anordnung.
Der innere Aufbau der Zylinder 220 und 224 stimmt abgesehen davon, daß die relative Lage der Verstärkereinrichtungen hier anders ist, mit dem inneren Aufbau der zuvor beschriebenen Anordnung vollkommen überein. Während gemäß Fig. 5 die beiden Binrichtuntren 154 und 156 einander gegenübeegend angeordnet sind, könnens wie aus Fig. 8 hervorgeht, die Einrichtungen 220 und 224 auch in derselben relativen Stellung innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Jeder Hauptzylinder 212 und 214 ist mit einem Kolben versehen, der seinerseits mit einer Bremspedalstange 236 bzw. 238 verbunden ist. Es dürfte einzusehen sein, daß die Stangen 236 und 238 zur Betätigung durch ein einziges Bremspedal miteinander verbunden sein können. Aus Fig. 7 geht hervor, daß der Hauptzylinder 212 und sein zugehöriger Verstärkerzylinder 220 durch die eng Leistung 228 einen Fahrzeugbremsensatz steuern köni während der Hauptzylinder 214 und sein zugehöriger Verstärkerzylinder 224 durch die Leitung 230 den anderen Bremsensatz steuern.
In gewissen Fällen kann es wünschenswert sein, einen Druckverstärkerzylinder lediglich für einige der Fahrzeugräder vorzusehen. In einem normalen Auto, in dem es z.B. erwünscht ist, einen Bremskraftverstärker lediglich für die Vorderradbremsen vorzusehen könnte von dem System gemäß Fig. 4 bis 6 oder gemäß Fig. 7 bis 9 lediglich eine der dort gezeigten Druckverstärkereinrichtungen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche

1. Druckerzeuger für ein hydraulisches Pahrzeugbremssystem, enthaltend ein Gehäuse, in welchem sich ein Hauptzylinder, ein Hauptkolben, ein Bremsflüssigkeits-Vorratsbehälter und ein Druckverstärkerzylinder befinden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) Befestigungseinrichtungen (22) zur Befestigung an einem Fahrzeug aufweist, daß der Hauptzylinder (34), der Bremsflüssigkeits-Vorratsbehälter (26) und der Druckverstärkerzylinder (46) miteinander verbunden sind, daß der Bremsflüssigkeits-Vorratsbehälter (26) oberhalb des Hauptzylinders (34) angeordnet ist und Bremsflüssigkeit unter der Wirkung der Erdschwerkraft an den Hauptzylinder (34) abzugeben vermag, und daß der Druckverstärkerzylinder (46) unterhalb des Hauptzylinders (34) angeordnet ist und ihm von dem Hauptzylinder (34) unter Druck zugeführte Bremsflüssigkeit unter stärkerem Druck an das Fahrzeugbremssystem ab zugeben vermag.

2. Druckerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Hauptzylinders (34) bei in Arbeitslage befindlichem Gehäuse (20) nahezu horizontal verläuft.

3. Druckerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen einen Flansch (22) enthalten, mit dem das Gehäuse (20) mit einer AuBenwand an einer Wand des Fahrzeugs befestigbar ist, daß die Außenwand des Gehäuses (20) eine Öffnung für eine mechanische Verbindung des Hauptkolbens (36) mit einem Bremspedal aufweist, und daß der Bremsverstärkerzylinder (46) mit einem Ende in der gegenüberliegenden Außenwand des Gehäuses (20) von einem verstellbaren Gehäuse-Verschlußteil (62) aufgenommen ist.

4. Druckerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverstärkerzylinder (46) zwei Kammern aufweist, die durch zwei einander gegenüberliegende Seiten einer in dem Zylinder (46) gleitbar gelagerten Kolbenanordnung (70,88) begrenzt sind, daß die eine Seite (70) der Kolbenanordnung eine größere Fläche besitzt als die zweite Seite (88) und daß eine Ventileinrichtung (110,112,114) vorgesehen ist, die bei unterhalb eines bestimmten Wertes liegendem Druck in der ersten Kammer eine Bremsflüssigkeitsströmung zwischen den Kammern zuläßt.

5. Druckerzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (110,112,114) mit der Kolbenanordnung (70,88) derart gekoppelt ist, daß durch eine Bewegung der Kolbenanordnung (70,88) bei einem den bestimmten Wert nicht unterschreitendem Druck in den Kammern die Ventileinrichtung (110,112,114) in ihre Absperrstellung führbar ist.

6. Druckerzeuger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Vorspannungseinrichtungen (120) vorgesehen sind, die die Kolbenanordnung (70,88) in Richtung auf die erste Kammer vorspannen.

7. Druckerzeuger nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenanordnung (70,88) zwei Kolbenteile enthält, von denen das eine Kolbenteil (88) in dem anderen Kolbenteil (70) angeordnet ist, daß jedes Kolbenteil zwei gegenüberliegende, ungleich große Flächen besitzt, und daß die jeweils gröBeren f,lechen beider Kolbenteile (70,88) einander gegenüberli.en

8. Druckerzeuger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung (120) durch eine Feder gebildet ist, die eine Federkraft direkt auf ein Kolbenteil (88) der Kolbenteile (70,88) ausübt, daß die Flächen der gegenüberliegenden Seiten der Kolbenteile (70,88) derart bemessen sind, daß bei uberschreiten eines zweiten, oberhalb des erstgenannten Druckwertes liegenden Wertes durch den Druck in der ersten Kammer das genannte eine Kolbenteil (88) sich relativ zu dem anderen Kolbenteil (70) in Richtung auf die zweite Kammer zubewegt, so daß der Druck der in dieser Kammer befindlichen Bremsflüssigkeit ansteigt.

9. Druckerzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des genannten einen Kolbenteiles (88) eine Bewegung des anderen Kolbenteiles (70) in entgegengesetzter Richtung hervorruft.

10. Druckerzeuger nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte eine Kolbenteil (88) das innere Kolbenteil ist und einen axial verlaufenden Durchgang (108) besitzt, daß die Ventileinrichtung (100,112, 114) ein Ventilglied (110) besitzt, das in dem Durchgang (108) angeordnet ist und das in seiner Absperrstellung an einer in dem Durchgang (108) befindlichen Dichtungsfläche (116) anliegt,und daß ein Teil des Ventilgliedes (110) bei unterhalb des erstgenannten bestimmten Druckwertes liegendem Druck in der ersten Kammer an einem Zylinderteil (106) anliegt und damit ein Anlegen des Ventilgliedes (110) an der Dichtungsfläche (116) verhindert.

11. Druckerzeuger nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kammer axial versetzte Bereiche einer stufenförmigen Zylinderbohrung (52,54,56,58,60) besitzen, in der die Kolbenanordnung (70,88) angeordnet ist, daß die Kolbenanordnung (70,88) eine stufenförmige abgesetzte zylinderförmige Außenfläche (72,74) aufweist, und daß zwischen der Kolbenanordnung (70,88) und der stufenförmigen Zylinderbohrung vorhandene Zwischenräume (56,126) lediglich mit dem Vorratsbehälter (26) verbunden sind.

12. Druckerzeuger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume (56,126) durch eine Rohrleitung (122) mit einem darin befindlichen verstellbaren Drosselventil (130) mit dem Vorratsbehälter (26) verbunden sind.

13. Druckerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkolben (36) durch eine Vorspannung in einer zurückgezogenen Stellung an einem Ende des Hauptzylinders (34) gehalten ist und daß bei Herausbewegen des Hauptkolbens (36) aus seiner zurückgezogenen Stellung eine Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Hauptzylinder (34) und dem Vorratsbehälter (26) auftritt.

14. Druckerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Hauptzylinders (34) nahezu parallel zu ddr Achse des Druckverstärkeryzlinders (46) verläuft.

15. Druckerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei in seiner Arbeitslage befindlichem Gehäuse (20) der von der Oberseite des Gehäuses (20) zugängliche Vorratsbehälter (26) mittels einer abnehmbaren Abdeckung (28) verschließbar ist.