DE2164592C3 - Hauptzylinder für eine Bremsanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für eine Bremsanlage, 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 Ringräurne gegeneinander, wie sie beispielsweise durch die bei einer Massenfertigung unbedingt nötigen Fertigungstoleranzen, aber auch durch Verschleiß und durch die verschiedenen Ausdehnungen des Hauptkolbenrnaterials und des Zylindermaterials bei der großen Temperaturspanne, der derartige Bauteile im Einsatz ausgesetzt sind, hervorgerufen werden, unter Druck stehendes Bremsmittel dauernd vom ersten in den zweiten Ringraum über und läuft zum Vorratsbehälter der Druckquelle zurück. Ein? derartige Undichtheit ist wohl vährend cer sich nur immer über kurze Zeitabschnitte erstreckenden Betätigung des Bremsanlagen-Hauptzylinders erträglich, führt jedoch, 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/ 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 1 299 283 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

■ro 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 geschaffen, 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 betätigbare 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 Bremsvorgang 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 Siößels 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 μ eine Verzögerungszeit eintritt.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Jen kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 stellt auch vorteilhafterweise bei einer Verdrehung des Steuerkolbens noch eine sichere Verbindung zu den Boh- -'5 rungen im Hauptkolben sicher.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. I einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders mit einem Hauptkolben, wobei sehematisch 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. J5

Nach Fig. 1 ist in einem Hauptzylinder 17 ein Hauptkolben 13 angeordnet, welcher aus einem in konventioneller Weise ausgebildeten Kolbenteil 13a mit Primärmanschette 28, einem Verbindungsstück 13c verringerten D'urchmessers und einem dahinter angeordneten Steuerteil 13/j besteht. Der Kolbenteil 13a arbeitet in üblicher Weise mit einer Ausgleichsbohrung 27 sowie einer Nachlaufbohrung 27a zusammen, die an einen Bremsflüssigkeit enthaltenden Behälter 49 angeschlossen sind. -n

Der Ko'benteil 13a weist außercijm 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 ir. diesem Fall verhindert. to

Durch eine Rückstellfeder 19 wird der Hauptkolben 13 stets wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt.

Der Steuerteil 13/) des Hauptkolbens 13 weist eine konische Steuerflache 31 auf, die sich ringförmig um die Außenfläche des .Steuerteils 13/) erstreckt und eine in der Zeichnung von rechts nach links abfallende Kegelstumpf fläche bildet, die mit dem Stößel 11 eines in der Zylinderwand angeordneten Kugelventils 14 zusammenarbeite!. Das Kugelventil 14 wird durch &o 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 Kugel-Ventil 14 geschlossen ist. Bei einer Bewegung "des Steuerteils 136 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 13/) 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 13/) 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.

Durch den gesamten Steuerkolben 17 erstreckt sich eine einfach herstellbare Längsbohrung 23, während außerdem eine Querbohning 21, die in einer Ringnut 21a mündet, derart angeordnet ist, daß sie einerseits mit der I ängsbohrung 23 kommuniziert und einen solchen axialen Abstand von ein i Steuerteilwandbohrursg 22 aufweist, daß sie erst nach einer gewissen Relatiwerschiebung zwischen Steuerkolben 15 und Hauptkolben 13 mit dieser zur Ausrichtung kommt.

Des weiteren ist in dem Verbindungsstück lic 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 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 41 in Verbindung.

An der Stirnseite des Steuerkolbens 15 liegt der vom Bremspedal 16 mechanisch beaufschlagte Stößel 24 an, der durch eine Dichtung 47 abgedichte* durch die Zylinderstirnwand hindurchgeführt ist.

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 vorstehendem Teil dts 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 befindliche Druck sich nur über die Querbohrung 22 im Hauptkolben fortsetzen kann.

Des weiteren ist das Verbindungsstück Oc^- gegen den Kolbenteil 13a durch eine weitere Ringdichtung 43 angedichtet.

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 a- den vom Kolbenteil 13a beaufschlagten Raum angeschlossen, während der zweite Bremskreis 30 von dem Raum 45 abzweigt.

Die Funktion des Haüptzylinders n?.ch Fig. 1 ist wie folgt: Beim Betätigen des Bremspedals 16 wird zunächst der Hauptkolben 13 so weit nach links verschoben, bis im B. ?mskre.is 29 ein gewisser Druck aufgebaut ist. Nunmehr wird der Steuerkolben 15 innerhalb des Steüerteils 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 durchgelassene Druck über die Längsbohrung 23 in den Raum 45 gelangen, wo er einerseits den HaupU kolben 13 beaufschlagt und andererseits zum zweiten 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 I dargestellte Hauptzylinder auch dann einwandfrei, wenn bei 30 kein Bremskreis, sondern nur bei 29 ein einziger iBremskreis 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 der Druckqüelle 32 werden die Vorderräder auf Grund dieser Wirkungsweise gebremst.

Fällt dagegen der erste Bremskreis 29 aus, so wird auf Grund des relativ langen Schlitzes 50 der Hauptkolben 13 sich bis zur Anlage des Anschlages 26 am Boden des Häuptzylindefs 17 bewegen können, worauf dann der Bremskreis 30 in der oben beschriebenen Weise mit dem Druck der DfuckqueÜe 32 beaufschlagt wird. Lediglich wenn zufällig die- Druckqueüe 32 und der erste Bremskreis 29 gleichzeitig ausfallen sollten, was sehr unwahrscheinlich ist, würde überhaupt keine Bremswirkung mehr erzielt werden.
Wenn man jedoch auch für diesen unwahrschcinlichen Fall Vorsorge treffen möchte, so ist die Ausführungsform nach Fig. 2 anzuwenden, weiche sich von der nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß der zweite Bremskreis nicht an den Raum 45 direkt angeschlossen ist, sondern an einen von einem Zwischenkolben 48 beaufschlagten Zylinderraum 51. Hauptkolben 13 und Zwischenkolben 48 sind über ein Verbindungsglied 52 derart miteinander verbunden, daß sie durch eine Feder 53 stets in einem gewissen Abstand gehalten werden, jedoch beim Ausfall des Bremskreises 29 mechanisch aneinander zur Anlöge kommen können, so daß die auf den Hauptkolben 13 ausgeübte mechanische oder hydraulische Kraft auf den zweiten Bremskreis 30 übertragen wird. Beim gleichzeitigen Ausfall eines einzigen Bremskrei-

JO ses und der Druckquelle wird also bei der Ausführungsform nach Fig. 3 der verbleibende Bremskreis noch mit der mechanischen Pedalkraft beaufschlagt.

In Fig. 3 ist der Querschnitt des Betätigungsstößels

J5 11 dargestellt, welcher im wesentlichen kreisförmig ist, jedoch sich in Längsrichtung erstreckende Vertiefungen 12 aufweist, die zum Durchleiten des Druckmittels zwischen dem Stößel 11 und der Ventilstößelführung 37 dienen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   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 tier dem zweiten Druckraum zugewandten Seite ist irn 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 führerde Querbohrung durch den Steuerkoiben verschließbar ist, gekennzeichnet durch die Meikmale.

   d) der Hauptkolben (13) weist an seinem Umfang im Bereich des zweiun 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. 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 Betätigungsstoßel (11) in Öffnungsrichtung betätigtes Kugelventil ist.
3. 3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstoßel (11) von zylindrischer Grundform ist und sich in Längsrichtung erstreckende Vertiefungen (12) aufweist.
4. 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 Querboh-* rung (20) bei einer Betätigung des Steüerkolbens (15) durch das Bremspedal (16) vor öffnung des Ventils (14) verschlossen ist.
5. 5. Hauptzylinder nach einerri der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Querbohrüng (21) des Steuerkolbens (15) d

   sen Umfang in eine Ringnut (21«) des Steuerkolbens (15) mündet.