DE19630219A1 - Hauptbremszylinder - Google Patents
HauptbremszylinderInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder, mit einem durch ein
Bremsgestänge beaufschlagten Tauchkolben, mit einem zwischen zwei Arbeitsräumen
angeordneten, den ersten und den zweiten Arbeitsraum fluidisch voneinander trennenden
Schwimmkolben, wobei jeder der beiden Arbeitsräume in einen Hauptbremskreis mündet,
wobei der Schwimmkolben axial in dem Hauptbremszylinder bewegbar ist.
Aus der nicht vorveröffentlichten Anmeldung mit der Nummer P 195 43 698.9-21 sind der
Anmelderin bereits verschiedene Ausgestaltungen eines Hauptbremszylinders bekannt, die bei
Normalbetrieb der Bremse eine Entkopplung des über die Betätigung des Bremspedales
aufgebauten Bremsdruckes in den Bremskreisen des Fahrzeuges ermöglichen, wobei zum einen
dem Fahrzeugführer über einen sogenannten Pedalwegsimulator ein Bremsgefühl gegeben
wird, indem das Bremspedal gegen einen entsprechenden Gegendruck arbeitet und bei dem
zum anderen eine Sicherheitsfunktion gewährleistet ist, daß nämlich bei einem Ausfall der
Elektrik bzw. der Hydraulik, die im Normalbetrieb den Bremsdruck bereitstellt, der von dem
Bremspedal aufgebaute Bremsdruck aus dem Hauptbremszylinder in die Bremskreise des
Fahrzeuges gelangen kann.
Nach der vorliegenden Erfindung werden für diese Funktion andere Ausführungsarten
vorgeschlagen.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Hauptbremszylinder vorgeschlagen, bei dem zumindest
zwischen dem Schwimmkolben und der Wand des Hauptbremszylinders eine Hülse vorgesehen
ist, die axial in dem Hauptbremszylinder bewegbar ist, wobei die Hülse sowie die Wand des
Hauptbremszylinders jeweils eine Öffnung aufweisen, die im Zusammenwirken zumindest bei
einer Bewegung des Schwimmkolbens in eine erste Stellung in Richtung einer Bremsbetätigung
den von dem Schwimmkolben und dem Tauchkolben gebildeten ersten Arbeitsraum mit einem
Verdrängungskanal verbinden und wobei bei einer Bewegung des Schwimmkolbens über die
erste Stellung hinaus die Hülse axial bewegt wird und den ersten Arbeitsraum vom
Verdrängungskanal trennt.
Bei einer normalen Funktion der Bremsanlage kann dabei die Verbindung zwischen dem ersten
Arbeitsraum und dem Verdrängungskanal dauernd bestehen oder erst dann hergestellt werden,
wenn die Bremse betätigt wird, das heißt, wenn der Schwimmkolben - dann entsprechend der
normalen Funktion der Bremsanlage - in die erste Stellung bewegt wird.
Vorteilhaft zeigt sich dabei, daß durch Verwendung der Hülse im Hauptbremszylinder mit
entsprechenden Dichtungen die Funktion mit einem vergleichsweise geringen Bauteileaufwand
erreichbar wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders wird die Hülse mittels einer
Federkraft gegen ein Widerlager gedrückt, wobei in dieser Stellung die Öffnungen der Hülse
und der Wand des Hauptbremszylinders zusammenwirken und weiterhin sind Hülse und
Schwimmkolben so ausgebildet, daß die Hülse von dem Schwimmkolben entgegen der
Federkraft mitgeführt wird, wenn der Schwimmkolben in Richtung einer Bremsbetätigung über
die erste Stellung hinaus bewegt wird.
Bei einer normalen Funktion der Bremsanlage sind die Hauptbremskreise über steuerbare
Ventile oder dergleichen in deren Schließstellung von dem Hauptbremszylinder getrennt.
Durch das dann abgeschlossene Volumen des zweiten Arbeitsraumes des Hauptbremszylinders,
der durch den Schwimmkolben und die Wand des Hauptbremszylinders gebildet wird, wird bei
einer Betätigung der Bremse bei einer bestimmten Bewegung des Schwimmkolbens in
Richtung einer Bremsenbetätigung ein vergleichsweise großer Druck in dem zweiten
Arbeitsraum aufgebaut, der eine weitere Bewegung des Schwimmkolbens in Richtung einer
Bremsbetätigung verhindert. In dieser Situation ist der durch den Schwimmkolben und den
Tauchkolben gebildete erste Arbeitsraum des Hauptbremszylinders über die
zusammenwirkende Öffnung der Hülse und der Wand des Hauptbremszylinders mit dem
Verdrängungskanal verbunden. Bei einer Störung der normalen Funktion der Bremse,
beispielsweise durch einen Ausfall der Elektrik, befinden sich die steuerbaren Ventile zwischen
dem Hauptbremszylinder und den Hauptbremskreisen in Durchlaßstellung. Dadurch wird der
Druckaufbau in dem zweiten Arbeitsraum in der Größe wie bei geschlossenem steuerbaren
Ventil verhindert. Der Schwimmkolben kann sich also weiterbewegen und dabei die Hülse
mitnehmen. Dies kann beispielsweise durch einen Formschluß zwischen dem Schwimmkolben
und der Hülse erreicht werden, der dann besteht, wenn sich der Schwimmkolben entsprechend
weit bewegt. Es ist aber auch denkbar, dies durch eine Feder mit geeignet gewählter
Federkonstante zu erreichen. Durch die Bewegung der Hülse wirken dann die Öffnung der
Hülse und die Öffnung in der Wand des Hauptbremszylinders nicht mehr zusammen, so daß
der erste Arbeitsraum nicht mehr mit dem Verdrängungskanal verbunden ist. Ein über die
Bewegung des Tauchkolbens in dem ersten Arbeitsraum aufgebauter Bremsdruck geht dann
also über das geöffnete steuerbare Ventil in den diesem ersten Arbeitsraum zugeordneten
Hauptbremskreis.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders ist zumindest
zwischen dem Schwimmkolben und der Wand des Hauptbremszylinders eine Hülse
vorgesehen, die axial in dem Hauptbremszylinder bewegbar ist, wobei die Hülse sowie die
Wand des Hauptbremszylinders jeweils eine Öffnung aufweisen, die im Zusammenwirken
zumindest bei einer Bewegung des Schwimmkolbens in eine erste Stellung in Richtung einer
Bremsbetätigung den von dem Schwimmkolben und dem Tauchkolben gebildeten ersten
Arbeitsraum mit einem Verdrängungskanal verbinden und daß die Hülse mit einer Federkraft
beaufschlagt wird, so daß sie axial bewegt wird, wenn der Druck im zweiten Arbeitsraum
aufgrund des Öffnens des Ventils des diesem zweiten Arbeitsraum zugeordneten
Hauptbremskreises absinkt, wobei infolge der Bewegung der Hülse der erste Arbeitsraum vom
Verdrängungskanal getrennt wird.
Bei einer normalen Funktion der Bremsanlage kann dabei die Verbindung zwischen dem ersten
Arbeitsraum und dem Verdrängungskanal dauernd bestehen oder erst dann hergestellt werden,
wenn die Bremse betätigt wird, das heißt, wenn der Schwimmkolben - dann entsprechend der
normalen Funktion der Bremsanlage - in die erste Stellung bewegt wird.
Hierbei erfolgt die Steuerung der Bewegung der Hülse direkt über die Druckverhältnisse in
dem zweiten Arbeitsraum des Hauptbremszylinders. Wenn der Druck in dem zweiten
Arbeitsraum wegen des Öffnens des steuerbaren Ventiles absinkt, das diesen zweiten
Arbeitsraum mit dem zugeordneten Hauptbremskreis verbindet, wird die Hülse dann infolge
der Federkraft bewegt, so daß der erste Arbeitsraum des Hauptbremszylinders von dem
Verdrängungskanal getrennt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung eines derartigen Hauptbremszylinders wird die
Federkraft, mit der die Hülse beaufschlagt wird, an dem Tauchkolben abgestützt.
Dadurch wird vorteilhaft erreicht, daß eine Bewegung der Hülse im Sinne einer Trennung des
ersten Arbeitsraumes von dem Verdrängungskanal nur dann erfolgt, wenn die Bremse betätigt
wird. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn die Hülse wenigstens eine
weitere Öffnung aufweist, mittels der über eine entsprechende Öffnung in der Wand des
Hauptbremszylinders eine der Arbeitskammern mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter verbunden
wird. Dann kann mit einer solchen Ausgestaltung erreicht werden, daß bei nicht betätigter
Bremse die Schnüffelöffnung offen ist, so daß Bremsflüssigkeit ausgeglichen werden kann.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist an den Verdrängungskanal über ein Rückschlagventil ein
Bremsflüssigkeitsbehälter angeschlossen, wobei das Rückschlagventil in Richtung des
Bremsflüssigkeitsbehälters schließt, wobei die Öffnung der Hülse bei der Stellung des
Schwimmkolbens, die einer nicht betätigten Bremse entspricht, mit dem zweiten Arbeitsraum
verbunden ist, wobei die Öffnung der Hülse dann gegen den ersten Arbeitsraum abgedichtet ist
und wobei die Öffnung der Hülse bei der ersten Stellung des Schwimmkolbens mit dem ersten
Arbeitsraum verbunden ist, wobei die Öffnung der Hülse dann gegen den zweiten Arbeitsraum
abgedichtet ist.
Vorteilhaft zeigt sich bei einer solchen Ausgestaltung, daß die Öffnung in der Hülse und die
Öffnung in der Wand des Hauptbremszylinders derart zusammenwirken, daß bei nicht
betätigter Bremse eine Verbindung hergestellt wird zwischen dem zweiten Arbeitsraum des
Hauptbremszylinders und dem Bremsflüssigkeitsbehälter - d. h. also, daß die Öffnungen dann
als Schnüffelöffnung für den zweiten Arbeitsraum wirken, - und daß bei betätigter Bremse über
die Öffnungen der erste Arbeitsraum mit dem Verdrängungskanal verbunden wird. Dadurch
nehmen diese Öffnungen eine doppelte Funktion wahr. Es kann dann Aufwand minimiert
werden hinsichtlich einer Abdichtung der Öffnungen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung wird mittels wenigstens einer weiteren Öffnung der Hülse,
die mit wenigstens einer weiteren Öffnung in der Wand des Hauptbremszylinders
zusammenwirkt, wenigstens ein weiterer Bremsflüssigkeitsbehälter mit einer der beiden
Arbeitskammern verbunden.
Dadurch kann vorteilhaft die Hülse entsprechend ausgestattet werden, so daß ebenfalls die
Verbindung der Arbeitsräume des Hauptbremszylinders zu den Bremsflüssigkeitsbehältern über
Öffnungen in der Hülse hergestellt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen dabei:
Fig. 1 eine erste Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders bei nicht betätigter Bremse,
Fig. 2 die erste Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders bei betätigter Bremse und
funktionsfähiger Bremsanlage,
Fig. 3 die erste Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders bei betätigter Bremse und nicht
funktionsfähiger Bremsanlage,
Fig. 4 eine zweite Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders bei nicht betätigter Bremse,
Fig. 5 die zweite Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders bei betätigter Bremse und
funktionsfähiger Bremsanlage und
Fig. 6 die zweite Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders bei betätigter Bremse und nicht
funktionsfähiger Bremsanlage.
Fig. 1 zeigt eine Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders 1, der einen Tauchkolben 2 sowie
einen Schwimmkolben 3 aufweist. Der Schwimmkolben 3 ist dabei mittels einer Feder 19 an
dem Tauchkolben 2 abgestützt, so daß sich also eine Bewegung des Tauchkolbens 2 im Sinne
einer Bremsenbetätigung über die Feder 19 auf den Schwimmkolben 3 überträgt. Wenn die
Bremse wieder losgelassen wird, wird der Schwimmkolben 3 von dem Tauchkolben 2
zwangsweise zurückgeführt.
Weiterhin ist zwischen dem Schwimmkolben 3 und der Wand des Hauptbremszylinders 1 eine
Hülse 4 vorgesehen. Diese Hülse 4 wird von einer Feder 14 gegen ein Widerlager 13 gedrückt.
Die Hülse 4 weist eine Öffnung 6 auf, die in dieser Stellung der Hülse 4 mit einer Öffnung 5 in
der Wand des Hauptbremszylinders 1 zusammenwirkt. An die Öffnung 5 ist weiterhin ein
Verdrängungskanal 7 angeschlossen. An diesen Verdrängungskanal 7 ist ein Druckspeicher 9
angeschlossen. Von dem Verdrängungskanal 7 geht weiterhin ein Abzweig zu einem
Bremsflüssigkeitsbehälter 10. Dieser Abzweig ist mit einem Rückschlagventil 11 versehen, das
in Strömungsrichtung zu dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 schließt.
Weiterhin ist in der Wand des Hauptbremszylinders 1 eine weitere Öffnung 12 vorgesehen, die
in den ersten Arbeitsraum 21 des Hauptbremszylinders 1 mündet. Dieser erste Arbeitsraum 21
des Hauptbremszylinders 1 wird von dem Schwimmkolben 3 einerseits und dem Tauchkolben
2 andererseits begrenzt. An diese Öffnung 12 ist dabei ein (hier nicht dargestellter)
Bremsflüssigkeitsbehälter angeschlossen. Mittels der Dichtungen 15, 16 und 17 wird der erste
Arbeitsraum 21 abgedichtet. Die Öffnung 12 dient dabei als Schnüffelöffnung für den ersten
Arbeitsraum 21 des Hauptbremszylinders 1, über die somit Bremsflüssigkeit in den
Hauptbremskreis nachströmen kann, der diesem ersten Arbeitsraum 21 zugeordnet ist, wenn
die Bremse nicht betätigt ist.
In der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Schwimmkolbens 3 bei nicht betätigter Bremse kann
über die Öffnungen 5 und 6 Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 in den
zweiten Arbeitsraum 20 des Hauptbremszylinders 1 nachströmen. Über die Dichtungen 16 und
17 sind die beiden Arbeitsräume 20 und 21 - und somit auch die beiden Hauptbremskreise
gegeneinander abgedichtet.
Die steuerbaren Ventile 8 sind in der Darstellung der Fig. 1 im stromlosen Zustand dargestellt.
Das bedeutet, daß diese steuerbaren Ventile 8 auch bei einem Stromausfall in diesen
Schaltzustand gehen, der die beiden Hauptbremskreise jeweils mit der zugehörigen
Arbeitskammer 20 bzw. 21 des Hauptbremszylinders 1 verbindet. Dies ist jedoch nur dann der
Fall, wenn eine Funktionsstörung der Bremse vorliegt bzw. wenn die Bremse nicht betätigt
wird. Bei ordnungsgemäßer Funktion der Bremse sperren die beiden steuerbaren Ventile 8 bei
einer Betätigung der Bremse die Hauptbremskreise von den jeweiligen Arbeitsräumen 20 und
21 des Hauptbremszylinders ab. Es wird dann von dem Bremspedal oder in sonstiger Weise,
beispielsweise aufgrund der Fahrsituation des Fahrzeuges, ein Sollwert für den Bremsdruck
vorgegeben, der dann von dem aktiv ausgelegten Bremssystem erzeugt wird. Durch die
Stellung der Ventile 8 bei nicht betätigter Bremse ist sichergestellt, daß über die
Schnüffelöffnungen Bremsflüssigkeit in die beiden Hauptbremskreise nachströmen kann.
Fig. 2 zeigt die Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders 1 bei betätigter Bremse und
funktionsfähiger Bremse.
Dabei sind zunächst die beiden steuerbaren Ventile 8 angesteuert. Das heißt, daß die beiden
Hauptbremskreise von den jeweiligen Arbeitsräumen 20 und 21 des Hauptbremszylinders 1
getrennt sind. Der Tauchkolben 2 ist in Richtung einer Bremsbetätigung bewegt. Dadurch
dichtet die Dichtung 15 die Schnüffelöffnung 12 der ersten Arbeitskammer 21 ab. Es kann also
durch diese Öffnung 12 keine Bremsflüssigkeit zu oder abfließen.
Infolge der Federspannung der Feder 19 wird der Schwimmkolben 3 ebenfalls in Richtung
einer Bremsbetätigung bewegt. Durch das geschlossene steuerbare Ventil 8 ist das Volumen
der zweiten Arbeitskammer 20 des Hauptbremszylinders 1 abgeschlossen. Bereits eine
vergleichsweise geringe Verkleinerung des Volumens durch die Bewegung des
Schwimmkolbens 3 in die gezeigte erste Stellung läßt den Druck in dem Volumen also
vergleichsweise stark ansteigen. Die Dichtung 16 dichtet die zweite Arbeitskammer 20
gegenüber dem Verdrängungskanal 7 und dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 ab, so daß in die
zweite Arbeitskammer 20 weder Bremsflüssigkeit zu noch aus der zweiten Arbeitskammer 20
abströmen kann. Der große Druckanstieg in der zweiten Arbeitskammer 20 verhindert eine
weitere Bewegung des Schwimmkolbens 3.
Die weiterhin zusammenwirkenden Öffnungen 5 und 6 verbinden nun die erste Arbeitskammer
21 mit dem Verdrängungskanal 7. Aufgrund der Betätigung des Bremspedales und der damit
verbundenen Bewegung des Tauchkolbens 2 des Hauptbremszylinders besteht ein Vordruck in
der ersten Arbeitskammer 21, so daß das Rückschlagventil 11 schließt. Die erste
Arbeitskammer 21 ist also über den Verdrängungskanal 7 mit dem Druckspeicher 9 verbunden.
Bei einer weiteren Betätigung des Bremspedales als dies in dem Beispiel der Fig. 2 gezeigt
wird, bewegt sich also der Tauchkolben 2 weiter in Richtung einer Bremsenbetätigung. Es
kommt dabei lediglich zu einem vergleichsweise moderaten Druckanstieg in der ersten
Arbeitskammer 21, da die Bremsflüssigkeit über den Verdrängungskanal 7 in den
Druckspeicher 9 entweichen kann.
Mit der weiteren Bewegung des Tauchkolbens 2 steigt zwar auch die Federkraft der Feder 19
auf den Schwimmkolben 3, jedoch verhindert der große Druck in dem abgeschlossenen
zweiten Arbeitsraum 20 eine weitere Bewegung des Schwimmkolbens 3.
Dadurch bleibt also in der gezeigten Situation einer Bremsung mit einer funktionsfähigen
Bremsanlage die Hülse 4 in der Position, in der deren Öffnung 6 mit der Öffnung 5 in der
Wand des Hauptbremszylinders 1 zusammenwirkt und die erste Arbeitskammer 21 mit dem
Verdrängungskanal 7 verbindet.
Durch die Verbindung der ersten Arbeitskammer 21 mit dem Verdrängungskanal 7 und dem
Druckspeicher 9 kann dem Fahrzeugführer mittels einer Pedalwegsimulation ein Bremsgefühl
vermittelt werden, auch wenn der Hauptbremszylinder von den Hauptbremskreisen getrennt
ist.
Fig. 3 zeigt die Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders 1 bei nicht ordnungsgemäß
funktionierender Bremsanlage.
Die beiden steuerbaren Ventile 8 sind dabei in Durchlaßstellung geschaltet. Die beiden
Hauptbremskreise sind dann mit der jeweiligen Arbeitskammer 20, 21 des
Hauptbremszylinders 1 verbunden.
Wegen der Verbindung der zweiten Arbeitskammer 20 mit dem zugehörigen Hauptbremskreis
kann sich der Schwimmkolben 3 aufgrund der dann vorliegenden Druckverhältnisse in der
zweiten Arbeitskammer 20 über die in Fig. 2 gezeigte erste Stellung hinaus weiterbewegen.
Durch die im Bereich der Dichtung 16 ausgebildete Nase und durch die entsprechende
Ausformung der Hülse 4 in diesem Bereich greift der Schwimmkolben 3 die Hülse 4 und führt
diese zwangsweise mit entgegen der Federkraft der Feder 14. Die Hülse 4 rückt also von dem
Widerlager 13 ab.
Die Öffnung 6 der Hülse 4 und die Öffnung 5 in der Wand des Hauptbremszylinders 1 wirken
dann durch die Verschiebung der Hülse 4 nicht mehr zusammen. Der Verdrängungskanal 7 ist
über die Dichtungen 17 und 18 sowie die Hülse 4 abgedichtet gegen beide Arbeitskammern 20
und 21 des Hauptbremszylinders 1.
Die Bremsanlage funktioniert in diesem Fall also wie eine herkömmliche Bremsanlage.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders 1 bei nicht betätigter
Bremse. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie bei der ersten Ausgestaltung gleiche
Bauteile.
In dem Hauptbremszylinder 1 sind wieder ein Tauchkolben 2 und ein Schwimmkolben 3
vorhanden, wobei der Tauchkolben 2 mittels einer Feder 19 auf den Schwimmkolben 3
einwirkt. Wird der Tauchkolben 2 nicht im Sinne einer Bremsenbetätigung bewegt, so wird der
Schwimmkolben 3 durch die Kraft der Feder 22 im Zusammenwirken mit der Feder 19 in
seiner Ruhestellung gehalten.
Zwischen dem Schwimmkolben 3 und der Wand des Hauptbremszylinders 1 ist eine Hülse 4
vorhanden, die eine Öffnung 6 aufweist, die mit der Öffnung 5 in der Wand des
Hauptbremszylinders 1 zusammenwirkt, wenn sich die Hülse 4 in der in Fig. 4 gezeigten
Stellung befindet.
Über die Öffnungen 5 und 6 ist dann ein Verdrängungskanal 7 mit dem Hauptbremszylinder 1
verbunden. An dem Ende dieses Verdrängungskanals 7 befindet sich ein Druckspeicher 9. An
den Verdrängungskanal 7 ist weiterhin ein Bremsflüssigkeitsbehälter 10 über ein
Rückschlagventil 11 angeschlossen, das in Richtung des Bremsflüssigkeitsbehälters 10 schließt.
Weiterhin ist in der Wand des Hauptbremszylinders 1 eine weitere Öffnung 12 vorgesehen, die
in der in Fig. 4 gezeigten Stellung der Hülse 4 mit einer weiteren Öffnung 26 der Hülse 4
zusammenwirkt und in den ersten Arbeitsraum 21 des Hauptbremszylinders mündet, der sich
zwischen dem Tauchkolben 2 und dem Schwimmkolben 3 befindet. An diese Öffnung 12 ist
dabei ein (hier nicht dargestellter) Bremsflüssigkeitsbehälter angeschlossen. Mittels der
Dichtungen 15, 16, 30 und 31 wird der erste Arbeitsraum 21 abgedichtet. Die Öffnungen 12
und 26 dienen dabei im Zusammenwirken als Schnüffelöffnung für den ersten Arbeitsraum 21
des Hauptbremszylinders 1, über die somit Bremsflüssigkeit in den Hauptbremskreis
nachströmen kann, der diesem ersten Arbeitsraum 21 zugeordnet ist, wenn die Bremse nicht
betätigt ist.
In der in Fig. 4 dargestellten Stellung des Schwimmkolbens 3 bei nicht betätigter Bremse kann
über die Öffnungen 5 und 6 Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 in den
zweiten Arbeitsraum 20 des Hauptbremszylinders 1 nachströmen. Die Rückschlagventile 11,
25 und 24 öffnen in dieser Richtung.
Über die Dichtungen 16, 32, 33 sowie 34 sind die beiden Arbeitsräume 20 und 21 - und somit
auch die beiden Hauptbremskreise - gegeneinander abgedichtet.
In der in Fig. 4 gezeigten Stellung bei nicht betätigter Bremse wird die Hülse 4 über den
Schwimmkolben 3 im Zusammenwirken mit dem Anschlag 35 entgegen der Kraft der Feder 23
in der dargestellten Stellung gehalten.
Die steuerbaren Ventile 8 sind in der Darstellung der Fig. 4 im stromlosen Zustand dargestellt.
Das bedeutet, daß diese steuerbaren Ventile 8 auch bei einem Stromausfall in diesen
Schaltzustand gehen, der die beiden Hauptbremskreise jeweils mit der zugehörigen
Arbeitskammer 20 bzw. 21 des Hauptbremszylinders 1 verbindet. Dies ist jedoch nur dann der
Fall, wenn eine Funktionsstörung der Bremse vorliegt bzw. wenn die Bremse nicht betätigt
wird. Bei ordnungsgemäßer Funktion der Bremse sperren die beiden steuerbaren Ventile 8 bei
einer Betätigung der Bremse die Hauptbremskreise von den jeweiligen Arbeitsräumen 20 und
21 des Hauptbremszylinders 1 ab. Es wird dann von dem Bremspedal oder in sonstiger Weise,
beispielsweise aufgrund der Fahrsituation des Fährzeuges, ein Sollwert für den Bremsdruck
vorgegeben, der dann von dem aktiv ausgelegten Bremssystem erzeugt wird.
Fig. 5 zeigt die zweite Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders 1 bei betätigter Bremse und
funktionsfähiger Bremsanlage.
Dabei sind zunächst die beiden steuerbaren Ventile 8 angesteuert. Das heißt, daß die beiden
Hauptbremskreise von den jeweiligen Arbeitsräumen 20 und 21 des Hauptbremszylinders 1
getrennt sind. Der Tauchkolben 2 ist in Richtung einer Bremsbetätigung bewegt. Dadurch
dichtet die Dichtung 15 die als Schnüffelöffnung zusammenwirkenden Öffnungen 12 in der
Wand des Hauptbremszylinders 1 sowie 26 in der Hülse 4 gegen die ersten Arbeitskammer 21
des Hauptbremszylinders 1 ab. Es kann also durch diese Schnüffelöffnung keine
Bremsflüssigkeit zu oder abfließen.
Infolge der Federspannung der Feder 19 wird der Schwimmkolben 3 ebenfalls in Richtung
einer Bremsbetätigung bewegt. Durch das geschlossene steuerbare Ventil 8 ist das Volumen
der zweiten Arbeitskammer 20 des Hauptbremszylinders 1 abgeschlossen. Bereits eine
vergleichsweise geringe Verkleinerung des Volumens durch die Bewegung des
Schwimmkolbens 3 in die gezeigte erste Stellung läßt den Druck in dem Volumen also
vergleichsweise stark ansteigen. Die Dichtung 34 sowie das aufgrund des Druckes schließende
Rückschlagventil 24 dichten die zweite Arbeitskammer 20 gegenüber dem Verdrängungskanal
7 und dem Bremsflüssigkeitsbehälter 10 ab, so daß in die zweite Arbeitskammer 20 weder
Bremsflüssigkeit zu noch aus der zweiten Arbeitskammer 20 abströmen kann. Der große
Druckanstieg in der zweiten Arbeitskammer 20 verhindert eine weitere Bewegung des
Schwimmkolbens 3.
Infolge der Bewegung des Schwimmkolbens 3 verkleinert sich auch das erste Volumen 28.
Dadurch kommt es zu einem Druckanstieg in diesem ersten Volumen 28, der in derselben
Größe auch in dem zweiten Volumen 29 ansteht, da das Rückschlagventil 25 einen
Druckausgleich bei einem Überdruck in dem ersten Volumen 28 ermöglicht. Der Druck in dem
Volumen 28 wirkt als antreibende Kraft auf die Hülse 24, die diese - genauso wie die Kraft der
Feder 23 - in Richtung des Anschlages 27 der Hülse 4 bewegt. Über den Druckausgleich steht
derselbe Druck aber auch in dem zweiten Volumen 29 an. Dieser Druck wirkt einer solchen
Bewegung entgegen. Da die Kraft der Feder 23 durch eine entsprechende Auswahl einer
geeigneten Feder vorgewählt werden kann und der Druck in dem zweiten Volumen 29 zum
anderen auf eine größere Fläche der Hülse 4 wirkt als der Druck in dem ersten Volumen 28,
wird die Hülse 4 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung gehalten.
Infolge der Bewegung des Schwimmkolbens 3 gegenüber der Hülse 4 dichtet die Dichtung 16
die zweite Arbeitskammer 20 gegen den Verdrängungskanal 7 ab.
Die weiterhin zusammenwirkenden Öffnungen 5 und 6 verbinden nun die erste Arbeitskammer
21 mit dem Verdrängungskanal 7. Aufgrund der Betätigung des Bremspedales und der damit
verbundenen Bewegung des Tauchkolbens 2 des Hauptbremszylinders besteht ein Vordruck in
der ersten Arbeitskammer 21, so daß das Rückschlagventil 11 schließt. Die erste
Arbeitskammer 21 ist also über den Verdrängungskanal 7 mit dem Druckspeicher 9 verbunden.
Bei einer weiteren Betätigung des Bremspedales als dies in dem Beispiel der Fig. 5 gezeigt
wird, bewegt sich also der Tauchkolben 2 weiter in Richtung einer Bremsenbetätigung. Es
kommt dabei lediglich zu einem vergleichsweise moderaten Druckanstieg in der ersten
Arbeitskammer 21 , da die Bremsflüssigkeit über den Verdrängungskanal 7 in den
Druckspeicher 9 entweichen kann.
Mit der weiteren Bewegung des Tauchkolbens 2 steigt zwar auch die Federkraft der Feder 19
auf den Schwimmkolben 3, jedoch verhindert der große Druck in dem abgeschlossenen
zweiten Arbeitsraum 20 eine weitere Bewegung des Schwimmkolbens 3.
Durch eine entsprechende Dimensionierung der Feder 23 wird auch bei einer weiteren
Bewegung des Tauchkolbens 2 verhindert, daß sich die Hülse 4 bei den im Zusammenhang mit
Fig. 5 weiter oben beschriebenen Druckverhältnissen aus der dargestellten Position heraus
bewegt.
Dadurch bleibt also in der gezeigten Situation einer Bremsung mit einer funktionsfähigen
Bremsanlage die Hülse 4 in der Position, in der deren Öffnung 6 mit der Öffnung 5 in der
Wand des Hauptbremszylinders 1 zusammenwirkt und die erste Arbeitskammer 21 mit dem
Verdrängungskanal 7 verbindet.
Durch die Verbindung der ersten Arbeitskammer 21 mit dem Verdrängungskanal 7 und dem
Druckspeicher 9 kann dem Fahrzeugführer mittels einer Pedalwegsimulation ein Bremsgefühl
vermittelt werden, auch wenn der Hauptbremszylinder 1 von den Hauptbremskreisen getrennt
ist.
Fig. 6 zeigt die zweite Ausgestaltung eines Hauptbremszylinders 1 bei betätigter Bremse und
nicht funktionsfähiger Bremsanlage.
Die beiden steuerbaren Ventile 8 sind dabei in Durchlaßstellung geschaltet. Die beiden
Hauptbremskreise sind dann mit der jeweiligen Arbeitskammer 20, 21 des
Hauptbremszylinders 1 verbunden.
Wegen der Verbindung der zweiten Arbeitskammer 20 mit dem zugehörigen Hauptbremskreis
kann sich der Schwimmkolben 3 aufgrund der dann vorliegenden Druckverhältnisse in der
zweiten Arbeitskammer 20 über die in Fig. 5 gezeigte erste Stellung hinaus weiterbewegen.
Wegen des absinkenden Druckes in der zweiten Arbeitskammer 20 des Hauptbremszylinders 1
kommt es zu einem Druckabbau in dem ersten Volumen 28 und dem zweiten Volumen 29
durch die Rückschlagventile 24 und 25, die in dieser Richtung öffnen. Dadurch sinkt die auf
die Hülse 4 wirkende Kraft entgegen der Feder 23, die diese Hülse in der in Fig. 5 gezeigten
Stellung gehalten hat. Infolge der Kraft der Feder 23 bewegt sich also die Hülse 4 bis sie an
dem Anschlag 27 anschlägt.
Die Öffnung 6 der Hülse 4 und die Öffnung 5 in der Wand des Hauptbremszylinders 1 wirken
dann durch die Verschiebung der Hülse 4 nicht mehr zusammen. Der Verdrängungskanal 7 ist
über die Dichtungen 32 und 33 sowie die Hülse 4 abgedichtet gegen beide Arbeitskammern 20
und 21 des Hauptbremszylinders 1.
Die Bremsanlage funktioniert in diesem Fall also wie eine herkömmliche Bremsanlage.
Bei beiden Ausgestaltungen haben in den in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen
die Öffnungen 6 und 5 eine Doppelfunktion bei nicht betätigter Bremse (als Schnüffelöffnung)
und bei betätigter Bremse mit normaler Funktion der Bremsanlage (als Verbindung zu einem
Druckspeicher als Pedalwegsimulator). Selbstverständlich ist es auch möglich, für jede dieser
Funktionen jeweils separate Öffnungen vorzusehen.
Claims (6)
1. Hauptbremszylinder (1) mit einem durch ein Bremsgestänge beaufschlagten Tauchkolben
(2), mit einem zwischen zwei Arbeitsräumen (20, 21) angeordneten, den ersten (21) und den
zweiten (20) Arbeitsraum fluidisch voneinander trennenden Schwimmkolben (3), wobei jeder
der beiden Arbeitsräume (20, 21) in einen Hauptbremskreis mündet, wobei der Schwimmkolben
(3) axial in dem Hauptbremszylinder (1) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest zwischen dem Schwimmkolben (3) und der Wand des Hauptbremszylinders (1)
eine Hülse (4) vorgesehen ist, die axial in dem Hauptbremszylinder (1) bewegbar ist, daß die
Hülse (4) sowie die Wand des Hauptbremszylinders (1) jeweils eine Öffnung (6, 5) aufweisen,
die im Zusammenwirken zumindest bei einer Bewegung des Schwimmkolbens (3) in eine erste
Stellung in Richtung einer Bremsbetätigung den von dem Schwimmkolben (3) und dem
Tauchkolben (2) gebildeten ersten Arbeitsraum (21) mit einem Verdrängungskanal (7)
verbinden und daß bei einer Bewegung des Schwimmkolbens (3) über die erste Stellung hinaus
die Hülse (7) axial bewegt wird und dadurch den ersten Arbeitsraum (21) vom
Verdrängungskanal (7) trennt.
2. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) mittels einer Federkraft (14) gegen ein Widerlager
(13) gedrückt wird, wobei in dieser Stellung die Öffnungen (6, 5) der Hülse (4) und der Wand
des Hauptbremszylinders (1) zusammenwirken und daß Hülse (4) und Schwimmkolben (3) so
ausgebildet sind, daß die Hülse (4) von dem Schwimmkolben (3) entgegen der Federkraft (14)
mitgeführt wird, wenn der Schwimmkolben (3) in Richtung einer Bremsbetätigung über die
erste Stellung hinaus bewegt wird.
3. Hauptbremszylinder (1) mit einem durch ein Bremsgestänge beaufschlagten Tauchkolben (2),
mit einem zwischen zwei Arbeitsräumen (20, 21) angeordneten, den ersten (21) und den
zweiten (20) Arbeitsraum fluidisch voneinander trennenden Schwimmkolben (3), wobei jeder
der beiden Arbeitsräume (20, 21) in einen Hauptbremskreis mündet, wobei der
Schwimmkolben (3) axial in dem Hauptbremszylinder (1) bewegbar ist, dadurch
gekennzeichnet,
daß zumindest zwischen dem Schwimmkolben (3) und der Wand des Hauptbremszylinders (1)
eine Hülse (4) vorgesehen ist, die axial in dem Hauptbremszylinder (1) bewegbar ist, daß die
Hülse (4) sowie die Wand des Hauptbremszylinders (1) jeweils eine Öffnung (6, 5) aufweisen,
die im Zusammenwirken zumindest bei einer Bewegung des Schwimmkolbens (3) in eine erste
Stellung in Richtung einer Bremsbetätigung den von dem Schwimmkolben (3) und dem
Tauchkolben (2) gebildeten ersten Arbeitsraum (21) mit einem Verdrängungskanal (7)
verbinden und daß die Hülse (4) mit einer Federkraft (23) beaufschlagt wird, so daß sie axial
bewegt wird, wenn der Druck im zweiten Arbeitsraum (20) aufgrund des Öffnens des Ventils
(8) des diesem zweiten Arbeitsraum (20) zugeordneten Hauptbremskreises absinkt, wobei
infolge der Bewegung der Hülse (4) der erste Arbeitsraum (21) vom Verdrängungskanal (7)
getrennt wird.
4. Hauptbremszylinder nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft (23), mit der die Hülse (4) beaufschlagt wird, an
dem Tauchkolben (2) abgestützt wird.
5. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Verdrängungskanal (7) über ein Rückschlagventil (11) ein
Bremsflüssigkeitsbehälter (10) angeschlossen ist, wobei das Rückschlagventil (11) in Richtung
des Bremsflüssigkeitsbehälters (10) schließt, daß die Öffnung (6) der Hülse (4) bei der Stellung
des Schwimmkolbens (3), die einer nicht betätigten Bremse entspricht, mit dem zweiten
Arbeitsraum (20) verbunden ist, wobei die Öffnung (6) der Hülse (4) dann gegen den ersten
Arbeitsraum (21) abgedichtet ist und daß die Öffnung (6) der Hülse (4) bei der ersten Stellung
des Schwimmkolbens (3) mit dem ersten Arbeitsraum (21) verbunden ist, wobei die Öffnung
(6) der Hülse (4) dann gegen den zweiten Arbeitsraum (20) abgedichtet ist.
6. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels wenigstens einer weiteren Öffnung (26) der Hülse (4), die
mit wenigstens einer weiteren Öffnung (12) in der Wand des Hauptbremszylinders (1)
zusammenwirkt, wenigstens ein weiterer Bremsflüssigkeitsbehälter mit einer der beiden
Arbeitskammern (20, 21) verbindbar ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |