DE2164592B2 - Hauptzylinder für eine Bremsanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage - Google Patents
Hauptzylinder für eine Bremsanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeug-BremsanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für eine 3remsanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage
mit den Merkmalen a) bis c) des Anspruchs 1.
Ein diese Merkmale aufweisender Bremsanlagen-Hauptzylinder nach DE-OS 2018805 ist so ausgebildet,
daß der zweite Ringraum dauernd unter dem von der Druckquelle erzeugten Druck steht. Dadurch tritt
bei nicht genügend guter Abdichtung der beiden Ringräume gegeneinander, wie sie beispielsweise
durch die bei einer Massenfertigung unbedingt nötigen Fertigungstoleranzen, aber auch durch Verschleiß
^i und durch die verschied :nen Ausdehnungen des
Hauptkolbenmaterials und des Zylindermaterials bei der großen Temperaturspanne, der derartige Bauteile
im Einsatz ausgesetzt sind, hervorgerufen werden, unter Druck stehendes Bremsmittel dauernd vom ersten
2) in den zweiten Ringraum über und läuft zum Vorratsbehälter
der Druckquelle zurück. Eine derartige Undichtheit ist wohl während der sich nur immer über
kurze Zeitabschnitte erstreckenden Betätigung des Bremsanlagen-Hauptzylinders erträglich, führt je-
i(i doch, wenn sie auch während des unbetätigten Zustandes
anhält, zu unerwünschten Druckverlusten und damit zu dauerndem Energieverbrauch der Druckquelle.
Um dies zu vermeiden, ist eine hochgenaue Fertigung der Bestandteile des Hauptzylinders und/
Γι oder eine aufwendige Abdichtung derselben erforderlich.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen wirtschaftlich ohne großen Aufwand herstellbaren
Hauptzylinder zu schaffen, der die schädliche Auswirkung derartiger Undichtheiten vermeidet.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Hauptzylinder, der zusätzlich durch die Merkmale d) und e) des Anspruchs
1 gekennzeichnet ist.
Aus der FR-PS 1 299283 ist zwar ein mechanisch
wirkendes Bremssystem für eine Feststellbremse mit hydraulischer Unterstützung bekannt. Bei diesem bekannten
Bremssystem wird jedoch im Normalbetrieb durch Verschieben des Bremsgestänges durch einen
Steuerschieber die Verbindung zwischen einer Druckquelle und einem Vorratstank unterbrochen,
wodurch ein Bremsmitteldruck aufgebaut wird, der dem Hilfsdruckkolben zugeführt wird und die hydraulische
Unterstützung bewirkt. Bei Druckabfall in diesem Hilfssystem kann der Steuerschieber so weit verschoben
werden, daß eine in einem Ringraum des Steuerschiebers gebildete konische Steuerfläche mit
einem Ventilstößel in Eingriff kommt, welche auf ein Kugelventil einwirkt. Auf diese Weise wird eine Verbindung
zu einem zusätzlichen Druckspeicher ge-
bo schaffen, der auch in diesem Fall eine hydraulische
Unterstützung bewirkt.
Bei dem erfindungsgemäßen Hauptbremszylinder wird durch das zusätzlich angebrachte, vom Hauptzylinder
selbst über die konische Steuerfläche betätig-
h5 bare Ventil die Verbindung zur Druckquelle bei unbetätigtem
Zylinder unterbrochen, so daß während dieser Zeit kein Druckverlust an den Dichtstellen des
Hauptzylinders auftreten kann. Bei einer Betätigung
des Bremssystems wird das Ventil geöffnet und die
Betätigung der Bremsen eingeleitet. Damit ist ein kostengünstig herstellbarer Hauptzylinder geschaffen,
der auch bei auftretenden Undichtheiten den dauernden Energieverbrauch der Druckquelle unterbindet
und diese nur beansprucht, wenn ein Brtmsvorgang erfolgen soll.
Vorteilhafterweise ergibt eine Weiterbildung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 2 ein sicheres
Schließen des einfach und kostengünstig herstellbaren Ventils, wobei eine Weiterbildung nach dem kennzeichnenden
Merkmal des Anspruchs .3 gute Führungseigenschaften des Stößels bei ungehindertem
Durchfluß des Druckmittels sicherstellt.
Durch eine Weiterbildung nach dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 4 wird erreicht, daß
der im Bremskreis benötigte Druck sofort nach Öffnen des Ventils zur Verfügung steht und nicht durch
eine etwaige Überschneidung der Öffnungs- und Schließvorgänge des Bremskreises und des Rücklaufs
eine Verzögerungszeit eintritt.
Eine Weiterbildung der Erfindung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 stellt auch
vorteilhafterweise bei einer Verdrehung des Steuerkolbens noch eine sichere Verbindung zu den Bohrungen
im Hauptkolben sicher.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders mit einem Hauptkolben, wobei schematisch
auch der Speicher mit Pumpe und Behälter veranschaulicht sind,
Fig. 2 einen Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform mit zwei Kolben und
Fig. 3 einen Querschnitt des Ventilstößels.
Nach Fig. 1 ist in einem Hauptzylinder 17 ein Hauptkolben 13 angeordnet, welcher aus einem in
konventioneller Weise ausgebildeten Kolbenteil I3o mit Primärmanschette 28, einem Verbindungsstück
13c verringerten Durchmessers und einem dahinter angeordneten Steuerteil 13b besteht. Der Kolbenteil
13a arbeitet in üblicher Weise mit einer Ausgleichsbohrung 27 sowie einer Nachlaufbohrung 27« zusammen,
die an einen Bremsflüssigkeit enthaltenden Behälter 49 angeschlossen sind.
Der Kolbenteil 13a weist außerdem einen Anschlag 26 auf, der beim Ausfall des Bremskreises 29 am Boden
des Hauptzylinders 17 zur Anlage kommt und eine weitere Verschiebung des Kolbens 13 in diesem
Fall verhindert.
Durch eine Rückstellfeder 19 wird der Hauptkolben 13 stets wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt.
Der Steuerteil 13b des Hauptkolbens 13 weist eine konische Steuerfläche 31 auf, die sich ringförmig um
die Außenfläche des Steuerteils 13/) erstreckt und eine in der Zeichnung von rechts nach links abfallende
Kegelstumpffläche bildet, die mit dem Stößel 11 eines in der Zylinderwand angeordneten Kugelventils 14
zusammenarbeitet. Das Kugelventil 14 wird durch eine Druckfeder 33 in Schließrichtung vorgespannt,
wobei die Steuerfläche 31 so ausgebildet ist, daß in der in der Zeichnung veranschaulichten Ruhelage der
Stößel so weit nach unten bewegt ist, daß das Kugelventil 14 geschlossen ist. Bei einer Bewegung des
Steuerteils 13i> nach links in Fig. 1 wird der Stößel angehoben und öffnet das Kugelventil.
Das Ventil 14 ist an einem als Druckquelle wirkenden hydropneumatischen Speicher 32 angeschlossen,
der von einer Pumpe 41 mit Druck beaufschlagt wird. Der Vorratsbehälter 40 der Pumpe ist über eine Leitung
mit der Rücklaufbohrung 39 des Hauptzylinders > 17 verbunden.
Der Steuerteil 13b des Hauptkolbens 13 weist eine axiale und zylindrische Bohrung 42 auf, in der ein
Steuerkolben 15 längs verschiebbar angeordnet ist. Zwischen einem Teil dieses Steuerkolbens und des
"> Steuerteils 13fr ist ein Hohlraum 44 ausgebildet, in
dem eine Feder 18 untergebracht ist, die den Steuerkolben 15 aus der Zylinderbohrung 42 herauszubewegen
sucht. Die Feder 18 ist kräftiger als die Hauptkolbenrückstellfeder 19 ausgebildet.
ι > Durch den gesamten Steuerkolben 17 erstreckt sich
■ eine einfach herstellbare Längsbohrung 23, während außerdem eine Querbohrung 21, die in einer Ringnut
21a mündet, derart angeordnet ist, daß sie einerseits mit der Längsbohrung 23 kommuniziert und einen
-'<> solchen axialen Abstand von einer Steuerteilwandbohrung
22 aufweist, daß sie erst nach einer gewissen Relativverschiebung zwischen Sreuerkolben 15 und
Hauptkolben 13 mit dieser zur Ausrichtung kommt. Des weiteren ist in dem Verbindungsstück 13c eine
-'> Querbohrung 20 vorgesehen, die mit der Zylinderbohrung
42 einerseits und einem ersten Ringraum 38 andererseits in Verbindung steht. Der axiale Abstand
dieser Querbohrung 20 von dem Boden 25 des Steuerkolbens 15 ist so ausgelegt, daß der Steuerkolben
ι» 15 die Querbohrung 20 absperrt, bevor die Querbohrung
21 im Steuerkolben und die Querbohrung 22 im Hauptkolben in Ausrichtung kommen.
Der erste Ringraum 38 steht über die Rücklaufbohrung 39 mit dem Vorratsbehälter 40 der Pumpe
Γ) 41 in Verbindung.
An der Stirnseite des Steuerkolbens 15 liegt der vom Bremspedal 16 mechanisch beaufschlagte Stößel
24 an, der durch eine Dichtung 47 abgedichtet durch die Zylinderstirnwand hindurchgeführt ist.
mi Der Steuerkolben 15 erstreckt sich in einen am vorderen
Ende des Hauptzylinders 17 vorgesehenen Raum 45 hinein und liegt stirnseitig an dem Stößel
24 an. Um den Druck im Innern der Längsbohrung 23 in den Raum 45 weiterzuleiten, ist eine zweite
Querbohrung 46 in dem vorstehenden Teil des Steuerkolbens 15 vorgesehen.
Der zweite Ringraum 34 mit der konischen Steuerfläche 31 ist durch Dichtungen 35, 36 nach außen abgedichtet,
so daß der in dem zweiten Ringraum 34
to befindliche Druck sich nur über die Querbohrung 22
im Hauptkolben fortsetzen kann.
Des weiteren ist das Verbindungsstück 13c gegen den Kolbenteil 13a durch eine weitere Ringdichtung
43 abgedichtet.
Das Ventil und der Betätigungsstößel 11 sind in einer entsprechenden Öffnung 37 des Hauptzylinders
17 untergebracht.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der erste Bremskreis 29 an den vom Kolbenteil 13a beaufschlagten
Raum angeschlossen, während der zweite Bremskreis 30 von dem Raum 45 abzweigt.
Die Funktion des Hauptzylinders nach Fig. 1 ist wie folgt: Beim Betätigen des Bremspedals 16 wird
zunächst der Hauptkolben 13 so weit nach links verbs schoben, bis im Bremskreis 29 ein gewisser Druck
aufgebaut ist. Nunmehr wird der Steuerkolben 15 innerhalb des Steuerteils 13b unter Zusammendrükkung
der Feder 18 so lange verschoben, bis die Quer-
bohrungen 21, 22 zur Ausrichtung kommen. Vorher
ist die zum Behälter 40 führende Querbohrung 20 durch den vorgeschobenen Steuerkolben 15 abgesperrt
worden.
Sobald die Querbohrungen 21. 22 ausgerichtet sind, kann der von dem inzwischen geöffneten Ventil
14 durehgelassene Druck über die Längsbohrung 23 in den Raum 45 gelangen, wo er einerseits den Hauptkolben
13 beaufschlagt und andererseits zum /weiten Bremskreis 30 gelangt.
Eine weitere Funktion des im Raum 45 herrschenden Druckes besteht darin, über den Stößel 24 die
erwünschte Reaktionskraft auf das Bremspedal 16 auszuüben.
Nach Beendigung der Bremsung bewegt sich der Steuerkolben 15 unter dem Einfluß der Feder 18 in
Fig. 1 nach rechts, worauf zunächst die Querbohrungen
21, 22 außer Ausrichtung gebracht und damit die Druckquelle von dem Raum 45 abgesperrt wird. Im
weiteren Verlauf der Bewegung des Steuerkolbens 15 wird die Querbohrung 20 freigegeben, und der im
Raum 45 herrschende Druck wird über die Längsbohrung 23, die Querbohrung 20, den Ringraum 38 und
die Rücklaufbohrung 39 zum Vorratsbehälter 40 abgelassen. Nunmehr bewegt sich der Kolben 13 unter
dem Einfluß der Rückstellfeder 19 in seine Ausgangslage zurück, wobei das Ventil 14 geschlossen wird.
Ersichtlich arbeitet der in Fig. 1 dargestellte Hauptzylinder auch dann einwandfrei, wenn bei 30
kein Bremskreis, sondern nur bei 29 ein einziger Bremskreis angeschlossen ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Bremskreis 29 an die Vorderachse und der Bremskreis
30 an die Hinterachse angeschlossen. Dies deshalb, weil im Falle eines Ausfalls des zweiten Bremskreises
der erste Bremskreis 29 noch mechanisch mittels des Bremspedals 16 mit Druck beaufschlagt werden kann,
wobei die Feder 18 so weit zusammengedrückt wird, bis der Boden des Steuerkolbens 25 am Boden der
Zylinderbohrung 42 anliegt. Auch beim Ausfall dei Druckquelle 32 werden die Vorderräder auf Grunc
dieser Wirkungsweise gebremst.
Fällt dagegen der erste Bremskreis 29 aus, so wire auf Grund des relativ langen Schlitzes 50 der Hauptkolben
13 sich bis zur Anlage des Anschlages 26 anBoden des Hauptzylinders 17 bewegen können, worauf
dann der Bremskreis 30 in der oben beschriebener Weise mit dem Druck der Druckquelle 32 beauf
schlagt wird. Lediglich wenn zufällig die Druckquelk 32 und der erste Bremskreis 29 gleichzeitig ausfaller
sollten, was sehr unwahrscheinlich ist, würde über haupt keine Bremswirkung mehr erzielt werden.
Wenn man jedoch auch für diesen unwahrscheinlichen Fall Vorsorge treffen möchte, so ist die Ausfüh
rungsform nach Fig. 2 anzuwenden, welche sich vor der nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet,
daß der zweite Bremskreis nicht an den Raurr 45 direkt angeschlossen ist, sondern an einen von ei
nem Zwischenkolben 48 beaufschlagten Zylinder raum 51. Hauptkolben 13 und Zwischenkolben 4i
sind über ein Verbindungsglied 52 derart miteinandei
verbunden, daß sie durch eine Feder 53 stets in einen gewissen Abstand gehalten werden, jedoch beim Aus
fall des Bremskreises 29 mechanisch aneinander zui Anlage kommen können, so daß die auf den Haupt
kolben 13 ausgeübte mechanische oder hydraulische Kraft auf den zweiten Bremskreis 30 übertragen wird
Beim gleichzeitigen Ausfall eines einzigen Bremskrei ses und der Druckquelle wird also bei der Ausfüh
rungsform nach Fig. 3 der verbleibende Bremskrei: noch mit der mechanischen Pedalkraft bcauf
schlagt.
In Fig. 3 ist der Querschnitt des Betätigungsstößel:
11 dargestellt, welcher im wesentlichen kreisförmij ist, jedoch sich in Längsrichtung erstreckende Vertie
fungen 12 aufweist, die zum Durchleiten des Druck mittels zwischen dem Stößel 11 und der Ventilstößel
führung 37 dienen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Hauptzylinder für eine Bremsanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage, mit folgenden
Merkmalen:
a) in der Hauptzylinderbohrung ist ein Hauptkolben verschiebbar angeordnet, der mit seiner
der Bohrungsstirnwand zugekehrten Stirnseite eine mit einem Bremskreis verbundene
erste Druckkammer und mit seiner anderen Stirnseite eine zweite Druckkammer begrenzt und der ferner an seinem Umfang
zwei gegeneinander abgedichtete Ringräume aufweist,
b) der erste Ringraum ist mit einem Vorratsbehälter und der zweite Ringraum mit einem
Anschluß verbunden, in den eine zu einer Druckquelle führende Verbindung mündet,
c) auf der dem zweiten Druckraum zugewandten Seite ist im Hauptkolben ein Steuerkolben
angeordnet, der durch ein Bremspedal gegen die Kraft einer Feder verschiebbar ist
und der eine zum zweiten Druckraum führende Längsbohrung sowie eine Querbohrung aufweist, wobei die Querbohrung bei
einer Verschiebung des Steuerkolbens durch das Bremspedal mit der zum zweiten Ringraum
führenden Querbohrung im Hauptkolben ausrichtbar und die zum ersten Ringraum führende Querbohrung durch den Steuerkolben
verschließbar ist, gekennzeichnet durch die Merkmale:
d) der Hauptkolben (13) weist an seinem Umfang im Bereich des zweiten Ringraumes (34)
eine konische Steuerfläche (31) auf,
e) an der Steuerfläche (31) liegt ein Betätigungsstößel (11) an, mit dem ein in dem mit
der Druckquelle (32) verbundenen Anschluß angeordnetes, die Verbindung zwischen dem
zweiten Ringraum (34) und der Druckquelle steuerndes Ventil (14) betätigbar ist, wobei
das Ventil in der Ruhestellung des Hauptkolbens geschlossen ist.
2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (14) ein durch die Kraft einer in Bremsmitteldruckrichtung wirkenden
Feder (33) in Schließrichtung und durch den Betätigungsstößel (11) in Öffnungsrichtung betätigtes
Kugelventil ist.
3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstößel
(11) von zylindrischer Grundform ist und sich in Längsrichtung erstreckende Vertiefungen (12)
aufweist.
4. Hauptzylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
zum ersten Ringraum (38) führende Querbohrung (20) in einem solchen Abstand von der konischen
Steuerfläche (31) angeordnet ist, daß die in Ruhestellung mit der Längsbohrung (23) des Steuerkolbens
(15) in Verbindung stehende Querbohrung (20) bei einer Betätigung des Steuerkolbens
(15) durch das Bremspedal (16) vor öffnung des Ventils (14) verschlossen ist.
5. Hauptzylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Querbohrung (21) des Steuerkolbens (15) an dessen Umfang in eine Ringnut (21a) des Steuerkolbens
(15) mündet.
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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