DE2063176C3 - Hydraulische Betätigungsvorrichtung für Zweikreis-Scheibenbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für Zweikreis-Scheibenbremsen mit zwei in einem gemeinsamen Gehäuse koaxial und flüssigkeitsdicht verschiebbaren Kolben, von denen der vordere Kolben einen größeren Querschnitt hat als der hintere Kolben, aus dem Gehäuse herausragt und dort einen Bremsklotz trägt, mit einem vorderen, durch eine Bohrung im Gehäuse an eine erste Druckquelle angeschlossenen Druckraum zwischen den beiden Kolben und mit einem hinteren, durch eine Bohrung im Gehäuse an eine zweite Druckquelle angeschlossenen Druckraum zwischen dem hinteren Kolben und dem Boden des Gehäuses, wobei die beiden Kolben miteinander verbunden sind.

Eine Betätigungsvorrichtung der vorstehend bezeichneten Art ist bereits bekannt (GB-PS 9 51 906, Fig. 2). Bei dieser bekannten Betätigungsvorrichtung sind die beiden Kolben jedoch zusammenhängend miteinander, d. h. einteilig ausgebildet. Damit tritt bei dieser bekannten Betätigungsvorrichtung der Nachteil auf, daß die dem vorderen größeren Kolben durch die Bremsbacke mitgeteilten Kipp- bzw. Querkräfte auch auf den hinteren Kolben übertragen werden, wodurch dessen einwandfreies Gleiten beeinträchtigt ist.

Es ist ferner eine Kolbenmaschine mit einem einseitig wirkenden Kolben bekannt (DT-PS 7 63 835), der im Betrieb dauernd durch eine Kraft belastet ist, die ihn von seinem Totraum weg nach außen schieben will, und der an einem anderen, geradlinig hin- und herbewegbaren Maschinenteil mitteis einer Formschlußverbindung angeschlossen, ist, die ihm relativ zu diesem anderen Maschinenteil eine Beweglichkeit quer zur Hubrichtung und ferner ein merkliches Spiel in der Hubrichtung beläßt. Dabei ist der betreffende Kolben durch einen ersten Kolben mit großer Fläche und durch einen zweiten Kolben mit kleiner Fläche gebildet, der über eine Gelenkverbindung mit dem erstgenannten Kolben verbunden ist. Über eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für Zweikreis-Scheibenbremsen ist in diesem Zusammenhang jedoch nichts bekannt.

Es ist schließlich auch schon eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für eine Scheibenbremse bekannt (FR-PS 15 55 573, h i g. 2), bei der innerhalb eines auf einen Bremsklotz wirkenden Kolbens eine bewegliche Führungshülse angeordnet ist. Auch bei diesem bekannten Bremssystem treten jedoch die im Zusammenhang mit der eingangs betrachteten bekannten Betätigungsvorrichtung für Zweikreis-Scheibenbremsen aufgezeigten Schwierigkeiten mit der Führung zweier Kolben nicht auf.

Der Erfindrng liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die beiden Kolben derart miteinander gekuppelt sind, daß sie gegeneinander gekippt werden können, während gleichzeitig der vordere Kolben über seine gesamte Querschnittsfläche belastet werden kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe ausgehend von einer Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß de/ vordere Kolben mit dem hinteren Kolben durch eine ein geringes axiales Spie! zulassende, flüssigkeitsdurchlässige formschlüssige Gelenkverbindung verbunden ist, die in einer rückwärtigen Kammer des vorderen Kolbens liegt und durch eine im mittleren Bereich der Kammer befindliche ebene Begrenzungsfläche, eine mit dieser zusammenwirkende sphärische Begrenzungsfläche des hinteren Kolbens, sowie durch einen Sprengring gebildet ist, der in einer Ringnut des vorderen Kolbens sitzt und eine Ringschulter am hinteren Kolben hintergreift. Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß mit relativ geringem konstruktivem Aufwand sichergestellt ist, daß dem von den beiden vorgesehenen Kolben vorderen Kolben durch die Bremsbacke mitgeteilte Kipp- bzw. Querkräfte von dem hinteren Kolben ferngehalten sind, so daß somit zumindest dem hinteren Kolben ein einwandfreies Gleiten ermöglicht ist. Außerdem ist in vorteilhafter Weise eine Belastung des erwähnten vorderer. Kolbens über seine gesamte Querschnittsfläche ermöglicht.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenschnittansicht eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für eine Zweikreis-Scheibenbremse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 2 und 3 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung in entsprechender Ansicht wie Fig. 1.

F i g. 4 zeigt Einzelheiten einer Einrichtung zur Feststellung eines Lecks einer Druckflüssigkeit in einem verwendeten Dichtungsring.

In Fig. 1 ist mit 1 die abzubremsende Bremsscheibe bezeichnet, die an dem Rad koaxial zu der Radwelle befestigt ist. Die Bremsklötze 2,2' liegen auf den flachen ringförmigen gegenüberliegenden Seiten des Umfangsteiles der zwischen ihnen befindlichen Bremsscheibe.

Der Bremssattel 4, der zwei Schenkel 3, 3' aufweist die an dem den Außenumfang der Bremsscheibe ! umgebenden Teil vorgesehen sind und die auf der Seit« der Radwelle (in der Zeichnung nicht dargestellt verlaufen, wird durch einen feststehenden Bremsträgei geführt.

Die beiden Zylinder 5, 5' (im Falle des in Fig. I

dargestellten Beispiels entspricht der Zylinder 5' dem Führungskolben 32), die in einem der Schenkel des Bremssattels 4 vorgesehen sind, weisen einen ersten Kolben 6 und einen zweiten Kolben 7 auf. Diese Kolben sind in den Zylindern flüssigkeitsdie'it aufgenommen· sie ', sind mit Kolbendichtungsringi-n versehen und in den betreffenden Zylindern bewegbar. Der erste Kolben 6 befindet sich dabei mit der Rücken- bzw. Gegenplatte des inneren Bremsklotzes 2 in Kontakt Der erste Kolben 6 drückt den Bremsklotz 2 gegen die ι ο Bremsscheibe. Dazu wird eine Bremsflüssigkeit an die Kammer 9 und an die Kammer 10 über den Einlaß 8 von einem ersten hydraulischen System her abgegeben. Dieses hydraulische System wird dabei z. B. von einem Tandem-Hauptzylinder gespeist. Es sei ferner bemerkt, i_S daß die Druckflüssigkeit in den Kammern 9 und tO zwar den zweiten Kolben 7 nach rechts drückt, daß aber die an die Kammer 12 über den Einlaß 11 von dem zweiten hydraulischen System abgegebe-.e Druckflüssigkeit diesen zweiten Kolben nach links drückt, so daß ein Ausgleichszustand bei dem zweiten Kolben erreicht wird. Demgemäß übt der zweite Kolben keinen Druck auf den ersten Kolben aus.

Durch die Reaktionskraft, die sich aus der Druckausübung des ersten Kolbens auf den Bremsklotz 2 ergibt, übt die Druckflüssigkeit in der Kammer 10 einen Druck auf die Zylinderwand 14 aus, und außerdem übt die Druckflüssigkeit in der Kammer 12 einen Druck auf die Zylinderwand 15 aus. Dadurch bewegt sich der Bremssattel 4 nach rechts und drückt den auf dem Schenkel 3' vorgesehenen Bremsklotz 2' gegen die Bremsscheibe. Damit ist die Scheibenbremse betätigt.

Wenn der hydraulische Druck des ersten hydraulischen Systems infolge des Auftretens eines Fehlers nicht anzusteigen vermag, während lediglich der hydraulische Druck des zweiten hydraulischen Systems ansteigt, wird die Druckkraft über den ersten Kolben durch die sphärische Begrenzungsfläche 13 des zweiten Kolbens übertragen, um den Bremsklotz 2 gegen die Bremsscheibe zu drücken. Dabei wird der außen liegende Bremsklotz 2' durch die auf die Zylinderwand 15 wirkende Reaktionskraft ebenfalls gegen die Bremsscheibe gedrückt.

In diesem Fall wird die Kraft, die auf die Bremsklötze 2,2' einen Druck ausübt, durch den hydraulischen Druck der Kammer 12 erzeugt, der auf die Querschnittsfläche des zweiten Kolbens wirkt, und durch den hydraulischen Druck der Kammer. 12, der auf die Zylinderwand 15 wirkt. Wie aus F i g. ί ersichtlich, ist die Querschnittsfläche des zweiten Kolbens halb so groß gewählt, wie die Querschnittsfläche des ersten Kolbens, so daß in dem Fall, daß nur der hydraulische Druck des ersten hydraulischen Systems nicht anzusteigen vermag, der auf die Bremsklötze ausgeübte Druck auf ^twa die Hälfte des Wertes absinkt, der bei einwandfreiem ersten hydraulischen System vorhanden ist

Sind die beiden hydraulischen Systeme in Ordnung und wird der erste Kolben, wie bereits ausgeführt, einem Druck ausgesetzt und nach links bewegt, so bildet sich ein Spalt an der sphärischen Begrenzungsfläche d'is zweiten Kolbens aus. Dieser zweite Kolben bleibt dabei still stehen, da ds;· hydraulische Druck des ersten hydraulischen Systems genau so groß ist wie der hydraulische Druck des zweiten hydraulischen Systems Wenn der hydraulische Druck des ersten hydraulischen Systems geringer wird als der hydraulische Druck des zweiten hydraulischen Systems, bewegt sich der zweite Kolben aufgrund der somit vorhandenen Druckdiffe¹

renz nach links. Dies macht einen längeren Bremspedalhub erforderlich. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es wünschenswert, die Fläche 13 stets in Anlagekontakt mit dem ersten Kolben zu halten.

Zu diesem Zweck ist es ferner dienlich, wenn ein höherer hydraulischer Druck auf den zweiten Kolben wirkt als auf den ersten Kolben. Dazu wird eine Druckfeder 16 zwischen der Wand 15 und der rechten Wand des zweiten Kolbens vorgesehen, um die Fläche 13 in Anlagekontakt mit dem ersten Kolben zu halten.

In dem Fall, daß der hydraulische Druck des zweiten hydraulischen Systems; nicht anzusteigen vermag, während lediglich der hydraulische Druck des ersten hydraulischen Systems ansteigt, übt die in der Kammer 10 befindliche Druckflüssigkeit einen solchen Druck auf den zweiten Kolben aus, daß der auf die Querschnittsfläche des mit den Abdichtungsringen 18, 18' abgedichteten zweiten Kolbens wirkende hydraulische Druck die Federkraft der Feder 16 übersteigt und eine Bewegung nach rechts bewirk!.

Auch in diesem Fall wird der einen Druck auf den ersten Kolben ausübende hydraulische Druck des ersten hydraulischen Systems in der Kammer 9 auf die Querschnittsfläche des ersten Kolbens abzüglich der Querschnittsfläche des zweiten Kolbens wirksam, so daß die auf die Bremsklötze einen Druck ausübende Kraft auf etwa die Hälfte des Wertes absinkt, der vorhanden ist, wenn die beiden Systeme in Ordnung sind.

Im allgemeinen ist die beschriebene Scheibenbremse an den Vorderrädern eines Fahrzeuges vorgesehen. Dabei ist nur das eine Bremssystem der hydraulischen Bremssysteme für die Vorderräder vorgesehen. In diesem Fall ist es zur Verminderung des Durchrutschens bzw. Schleuderns der Hinterräder wünschenswert, im Falle des Ausfalls eines hydraulischen Bremssystems die Abbremsung der Vorderräder mit dem halben Wert des Abbremswertes vorzunehmen, der bei in Ordnung befindlichen Bremssystemen erreicht wird. Unter diesem Gesichtspunkt ist es empfehlenswert, die Fläche des auf den zweiten Kolben wirkenden hydraulischen Druckes mit 50 bis 40 % der Fläche des auf den ersten Kolben wirkenden hydraulischen Druckes zu wählen.

Infolge der durch den hydraulischen Druck in den Kammern 9, 10 hervorgerufenen Rechtsbewegung des zweiten Kolbens würde die Kapazität der Kammer 10 zunehmen, und außerdem würde der Bremspedalhub in solchem Ausmaß größer, wie es durch die Kapazitätszunahme erforderlich ist. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel an der Fläche 13 des zweiten Kolbens eine Ringschulter 30 vorgesehen. Nach dem Einführen dieser Ringschulter 30 in die Kammer 9 ist ein Sprengring 19 in eine Nut 31 eingesetzt, die in der inneren Umfangswand der Kammer 9 vorgesehen ist. Dadurch ist ein Herausziehen der Ringschulter 30 aus der Kammer 9 nach rechts vermieden.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel iss das Spiel der sphärischen Begrenzungsfläche 13 in axialer Richtung bezogen auf den ersten Kolben durch die linke Seitenwand der Kammer 9 des ersten Kolbens und durch den Sprengring 19 auf einen minimalen Wen gebracht. Damit werden hier im wesentlichen die gleichen Wirkungen erzielt, weil sie an anderer Stelle (britische Patentschrift 9 51 906) bereits angegeben sind.

Außerdem ist zwischen der Oberfläche der Ringschu!- ter 30, die von eiern Sprengring !9 umgeben ist, und dem betreffenden Kolben ein Spalt vorgesehen, so daß der

zweite Kolben durch den ersten Kolben nicht geneigt wird.

Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Verbesserung des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels, und zwar insofern, als die axiale Länge s des Zylinders kürzer ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an dem Schenkel 3 ein Leit- bzw. Führungskolben 32 befestigt, der mit einem Abdichtungsring in den Kolben 7 luftdicht eingepreßt ist, der in axialer Richtung mit seinem Außenumfang beweglich aufgenommen ist

Die Druckflüssigkeit des zweiten hydraulischen Systems wird von dem Einlaß 11 in den Kolben 32 zugeführt; sie erreicht die Kammerl2 in dem Zylinder und übt einen Druck auf den Kolben 7 aus, wodurch sich dieser nach links bewegt.

Entsprechend dem zweiten Kolben 7 gemäß F i g. 1 ist der Kolben 7 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit seiner sphärischen Begrenzungsfläche 13 in die Innenkammer 9 des ersten Kolbens 6 eingesetzt, und durch einen Sprengring 19 ist eine Bewegung des Kolbens 7 nach rechts verhindert.

Der Sprengring 19 überbrückt dabei die ringförmige Nut 31 in der Innenwand des Kolbens 7 und die ringförmige Nut 33 in dem Außenumfang des Kolbens 7. Dadurch ist die gegenseitige Bewegung des ersten Kolbens 6 und des zweiten Kolbens 7 auf ein konstantes Maß beschränkt, so daß der zweite Kolben 7 daran gehindert ist, von dem ersten Kolben weggezogen zu werden, wenn das zweite hydraulische System ausfällt. Das gleiche trifft auch für den Fall zu, daß der erste Kolben mit Hilfe des Sprengringes gegen die Bremsscheibenseite gedruckt werden kann, wenn das erste hydraulische System ausfällt.

Bei dem vorliegend betrachteten Ausführungsbeispiel sind der erste Zylinder 5 und der Führungskolben 32 konzentrisch ineinander angeordnet, so daß ihre Länge in axialer Richtung kurz ist. Ihre Funktionen sind jedoch die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Eine detaillierte Erläuterung dieser Funktionen braucht daher nicht zu erfolgen.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Sprengring 19 die gleiche Funktion wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2. Er wirkt als Rückhalteglied und verhindert, daß der Kolben unnötigerweise in die Kammer zurückgezogen wird, die mit demjenigen hydraulischen System verbunden ist, in welchen ein Ausfall aufgetreten ist.

Bei den zuvor beschriebenen drei, Ausführungsbeispielen sind zwei Abdichtungsringe 18, 18' auf der Gleitführungsoberfläche 5' des zweiten Kolbens 7 vorgesehen, und außerdem ist eine elektrische Leck-Anzeigevorrichtung 21 an dem anderen Ende des Durchganges 20 vorgesehen, der mit der zwischen Abdichtungsringen t8, 18' liegenden Gleitoberfläche des zweiten Kolbens verbunden ist

Die Abdichtungsringe 18,1*' und der Durchgang 20 wirken in der gleichen Weise, wie dies bereits bekannt ist (US-PS 34 77 549). Demgemäß wird das aus dem Durchgang 20 austretende öl in einem solchen Fall zur Fehlerfeststeüung visuell überwacht. Hier ist jedoch vorgesehen, daß bei Auftreten eines I^eckü in zumindest einem der Abdichtungsringe 18, 18' der hydraulische Bremsdruck auf den Durchgang 20 übertrugen wird und daß von dem betreffenden hydraulischem Druck ein elektrisches Signal erzeugt wird. Es ist damit möglich, den Fahrer des mit einem solchen Bremssystems ausgerüsteten Motorfahrzeugs vom Auftreten des Lecks auch dann zu informieren, wenn das Fahrzeug fährt.

In Fig.4 ist ein Beispiel für die zuvor erwähnte elektrische Leck-Anzeigevorrichtung gezeigt. Durch das Loch 22 bewirkt der Leckflüssigkeitsdruck, daß ein längs des Zylinders beweglicher Metallkolben 23 die Kraft einer Feder 24 überwindet und unter Berührung eines Kontaktes 26, der an dem Zylindergehäuse 21 mittels einer elektrischen Isolation 25 befestigt ist, zurückgeführt wird.

Wie aus F i g. 1 bis 3 hervorgeht, wird eine Signallampe zum Aufleuchten gebracht, wenn der Kontakt 26 und der Kolben 23 den entsprechend vorgesehenen elektrischen Stromkreis schließen, dessen eines Ende an der Fahrzeugkarosserie geerdet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydraulische Betätigungsvorrichtung für Zweikreis-Scheibenbremsen mit zwei in einem gemeinsamen Gehäuse koaxial und flüssigkeitsdicht verschiebbaren Kolben, von denen der vordere Kolben einen größeren Querschnitt hat als der hintere Kolben, aus dem Gehäuse herausragt und dort einen Bremsklotz trägt, mit einem vorderen, durch eine Bohrung im Gehäuse an eine erste Druckquelle angeschlossenen Druckraurn zwischen den beiden Kolben und mit einem hinleren, durch eine Bohrung im Gehäuse an eine zweite Druckquelle angeschlossenen Druckraum zwischen dem hinteren Kolben und dem Boden des Gehäuses, wobei die beiden Kolben miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Kolben (6) mit dem hinteren Kolben (7) durch eine ein geringes axiales Spiel zulassende, flüssigkeitsdurchlässige formschlüssige Gelenkverbindung (19, 30, 31) verbunden ist, die in einer rückwärtigen Kammer (9) des vorderen Kolbens (6) liegt und durch eine im mittleren Bereich der Kammer (9) befindliche ebene Begrenzungsfläche, eine mit dieser zusammenwirkende sphärische Begrenzungsfläche (13) des hinteren Kolbens (7), sowie durch einen Sprengring (19) gebildet ist, der in einer Ringnut (31) des vorderen Kolbens (6) sitzt und eine Ringschulter (30) am hinteren Kolben (7) hintergreift.