DE2164605C3 - Hauptzylinder für Zweikreis-Bremsanlagen, insbesondere in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Hauptzylinder für Zweikreis-Bremsanlagen, insbesondere in KraftfahrzeugenInfo
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- B60T13/142—Systems with master cylinder
- B60T13/145—Master cylinder integrated or hydraulically coupled with booster
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für Zweikreis-Bremsanlagen, insbesondere in Kraftfahrzeugen,
mit einem in einer Zylinderbohrung geführten, zur Druckbeaufschlagung des einen Bremskreises
dienenden und gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebbaren Hauptkolben, einem koaxial zum
Hauptkolben in der Zylinderbohrung verschiebbar
Jj geführten Hilfskolben, dessen eines Ende mit dem
Hauptkolben zusammenwirkt und dessen vom Hauptzylinder abgewandte Stirnseite eine mit dem
anderen Bremskreis verbundene Arbeitskammer begrenzt, sowie einem axial im Hilfskolben geführten,
pedalbetätigbaren Steuerkolben, de* ,die Verbindungen zwischen der Arbeitskammer und einem Druckspeicher
bzw. einem Behälter steuert, wobei bei der Betätigung des Steuerkolbens die Arbeitskammer
vom Behälter getrennt und mit dem Druckspeicher verbunden wird.
Bei einem bekannten Hauptzylinder dieser Art (DT-OS 2018805) ist der Raum zwischen dem
Haupt- und dem Hilfskolben stets mit dem Behälter verbunden und der Hauptkolben wird ausschließlich
so mechanisch durch den Hilfskolben betätigt. Fällt der dem Hauptkolben zugeordnete Bremskreis aus, so
wird der Hauptkolben vom Hilfskolben bis zur Anlage an einem zylinderseitigen Anschlag durchgeschoben.
Da diese Bewegung des Hilfskolbens sowohl vom Steuerkolben, als auch vom Bremspedal mitgemacht
werden muß, entsteht bei diesem bekannten Hauptzylinder ein Leerhub, der sich für den Fahrer als Pedalwegvergrößerung nachteilig bemerkbar macht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen
μ Hauptzylinder der angegebenen Gattung so auszubilden) daß bei Ausfall des dem Hauptkolben zugeordneten Bremskreises eine nennenswerte Pedalwegvergrößerung nicht auftritt.
es erfindungsgemäße Hauptzylinder durch folgende
Merkmale:
a) der Hauptkolben weist einen rohrförmigen Kolbenteil auf, in den ein Ansatz des Hilfskolbens
abgedichtet verschiebbar eingreift, wobei die Stirnseite des Ansatzes in der Ausnehmung an
den Hauptkolben anlegbar ist;
b) der in dem rohrförmigen Kolbenteil vom Ansatz
des Hilfskolbens begrenzte Raum ist über eine im Hilfskolben vorgesehene Axialbohrung mit
der Arbeitskammer verbunden;
c) zwischen der vom rohrförmigen Kolbenteil stirnseitig gebildeten Ringfläche und einer mit der
Wand der Zylinderbohrung zusammenwirkenden, am Hilfskolben vorgesehenen Ringmanschette ist ein Ringraum gebildet, der in der Ruhestellung des Hilfskolbens über ein unmittelbar
vor der Ringmanschette in der Wand der Zylinderbohrung vorgesehenes Schnüffelloch mit einem Vorratsbehälter verbunden ist und der bei
einer Verschiebung des Hilfskolbens in Richtung Hauptkolben einen geschlossenen Druckraum
bildet;
d) die vom Druck im Druckspeicher beaufschlagten wirksamen Flächen an Haupt- und Hilfskolben
sowie die die Kolben in ihre Ruhestellung drängenden Federn sind so ausgelegt, daß bei Ausfall
des dem Hauptkolben zugeordneten Breaiskreises zur Verschiebung des Hauptkolbens ein geringerer Speicherdruck erforderlich ist als zur
Verschiebung des Hilfskolbens.
Auf Grund dieser Ausbildung kann sich der Hauptkolben beim Ausfall des von ihm beaufschlagten
Bremskreises unabhängig vom Hilfskolben in Richtung des ihm zugeordneten Druckraumes bewegen,
wobei der Ringraum sich mit Bremsflüssigkeit füllt. Bewegt sich nun anschließend der Hilfskolben auf
Grund weiterer Druckerhöhung im Speicherkreis, so kann er sich nur so weit bewegen, bis die Ringmanschette das Schnüffelloch überfahren hat. Eine nennenswerte Pedalwegvergrößerung tritt somit bei dem
erfindungsgemäßen Hauptzylinder nicht ein.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Hauptzylinders gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an
Hand der Zeichnung beschrieben, welche einen Axialschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Hauptzylinders darstellt, wobei außerdem das Bremspedal und die druckerzeugenden
Elemente schematisch mit dargestellt sind.
Nach der Zeichnung enthält der Hauptzylinder 59 einen Steuerkolben 11, der sich von der Seite des Pedals 14 her durch die Stirnseite des Hauptzylinders
hindurcherstreckt und in eine passende Zylinderbohrung eines Hilfskolbens 18 hineinreicht, der in der
dargestellten Lage rechts an einem als Ringstufe 36 ausgebildeten Anschlag der Zylinderbohrung 19 anstößt und sich nach links bis in einen Zylinder 41 eines
Hauptkolbens 17 erstreckt.
Der Steuerkolben 11 weist im Anschluß an die Betätigungsseite eine schräg abfallende Steuerfläche 28
auf, die sich innerhalb einer von einer Bohrung gebildeten Arbeitskammer 26 erstreckt, welche gegenüber der Zylinderbohrung 19 einen geringeren
Durchmesser hat, der jedoch etwas größer ist als der Durchmesser der Betätigungsseite des Steuerkolbens
Radial in die Arbeitskammer 26 erstreckt sich der Stößel 29 eines Kugelventils 13, das durch eine Feder
13 a in Schließrichtung vorgespannt ist und auf dieser Seite mit einem Druckspeicher 12 in Verbindung
steht, der von einer Pumpe 54 aufgeladen wird.
Die vom Druckspeicher 12 abgewandte Seite des Ventils 13 ist über einen Kanal 35 mit einer öffnung
in der Wand des Hauptzylinders 59 verbunden, die
in einen Ringraum 24 des Hilfskolbens 18 mündet.
Der Ringraum 34 erstreckt sich zwischen zwei dicht und gleitend in die Zylinderbohrung 19 eingesetzten
Führungsteilen 34 des Hilfskolbens.
i» nung linken Hälfte eine Axialbohrung 21 auf, die links
bis zum Ende des Steuerkolbens reicht und rechts etwa in der Höhe des Ventils 13 blind endet. Des weiteren
weist der Steuerkolben 11 Querbohrungen 22 und eine Radialbohrung 25 auf,
ι "· Die Querbohrungen 22 sind so angeordnet, daß sie mit einer Radialbohrung 23 des Hilfskolbens 18 ausgerichtet werden können, wobei Ringnuten 22a bzw.
23a die Strömungsmittelverbindung zwischen den beiden Bohrungen verbessern.
-'» Der Steutrkolben 11 und der Hilfskolben 18 sind
so ausgebildet, daß zwischen der Ste serf lache 28 und den Querbohrungen 22 ein Ringhohlrauia 30 gebildet
wird, in dem eine schwache Rückstellfeder 20 untergebracht ist, die sich rechts an einem fest am Steuer-
-'"> kolben angebrachten Anschlag 31 und links an einem am Hilfskolben 18 befestigten Anschlag 32 abstützt.
Der Anschlag 32 erstreckt sich bis in die am Steuerkolben 11 vorgesehene Ringvertiefung hinein, so daß
er gleichzeitig die Rückbewegung des Steuerkolbens
Die hintere Stirnseite 27 des Steuerkolbens 11 mündet in einem Raum 61, der über einen Ringraum
62, welcher auf Grund eines verjüngten Durchmessers des Ringbereiches des Steuerkolbens 11 ausgebildet
r> ist, in der dargestellten Lage mit einer Radialbohrung
39 kommuniziert. Die Radialbohrung 39 mündet außen in einem Ringraum 53, der zwischen dem Führungsteil 33 und einem Kolbenteil 63 ausgebildet ist.
In der dargestellten rückgezogenen Lage des HUfckol
bens steht der Ringraum 53 über eine Schrägbohrung
64 in Verbindung mit einer Nachlaufbohrung 65, die mit dem Behälter 38 der Pumpe 54 in Verbindung
steht.
erkante 37 ausgebildet, die mit der Radialbohrung 39 in einer noch zu beschreibenden Weise zusammenarbeitet.
An die Arbeitskammer 26 ist seitlich der erste Bremskreis 15 angeschlossen. Der Hilfskolben 18 er
streckt sich über den Kolbenteil 63 zu einem Ansatz
40, wobei sich von dem Raum 61 nach links eine Axialbohrung 58 erstreckt, die in eine erweiterte
Bohrung 48 mündet. Die Bohrung 48 dient als Aufnahme; aism für eine Feder 49, die sich von der zwi-
sehen den Bohrungen 48 und 58 befindlichen Stufe zu dem Hauptkolbe.i 17 für den zweiten Bromskreis
16 erstreckt.
Der Hauptkolben 17 ist in konventioneller Weise mit einer Ring-Dichtmanschette 55 versehen und
weist einen sich nach links erstreckenden Vorsprung 57 auf. Er arbeitet mit einem Schnüffelloch 56 und
einer Nachlaufbohrung 52 zusammen.
Der Hauptkolben 17 weist an seinem in der Zeichnung rechten Ende einen zylindrischen Ansatz 66 auf,
welcher innen einen Zylinder 41 zur dichtenden und gleitenden Aufnahme des Ansatzes 40 bildet und an
seinem in der Zeichnung rechten Ende zu einem rohrförmigen Kolben 44 erweitert ist, der dicht und glei-
lend in die Zylinderbohrung 19 eingesetzt ist. Der rohrförmige Kolben 44 besitzt rechts eine.für die
Punktion wichtige Ringfläche 43.
Unmittelbar im Anschluß nach rechts an die Ringfläche
43 befindet sich eine der Ringmanschette ähnliche Ringmanschette 45, welche an dem Kolbenteil 63
anliegt und ähnlich arbeitet wie eine herkömmliche Hauptkolbendichtmanschette. Sie ist durch eine Bohrung
45 α ebenso mit einem zu einem Behälter führenden
Ringraum 53 verbunden, wie eine Bohrung 55a rechts von der Dichtmanschette 55, die zu dem Ringraum
51 zwischen dem zylindrischen Ansatz 66 und der Zylinderbohrung 19 führt. Der Ringraum 51 ist
an die Nachlaufbohrung 52 angeschlossen.
Der Hauptkolben 17 wird durch eine Rückstellfeder 50 in der Zeichnung nach rechts vorgespannt.
Zwischen der Ringfläche 43 und der Ringmanschctte
45 befindet sich ein Schniiifcüoch 46 das in
konventioneller Weise mit der Ringmanschette 45 zusammenarbeitet.
Zwischen der Ringfläche 43, der Ringmanschette 45, dem Hilfskolben 18 und der Zylinderbohrung 19
wird somit ein Ringraum 47 gebildet, der, nachdem die Ringmanschette 45 das Schnüffelloch 46 überfahren
hat, druckdicht abgeschlossen ist.
Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist wie folgt:
Bei Treten des Bremspedals 14 wird der Steuerkolben 11 zunächst relativ zum Hilfskolben 18 nach links
bewegt, welcher auf Grund der Wirkung der Rückstellfeder 50 in seiner rechten Endstellung im Anschlag
an die Ringstufe 36 gehalten wird. Die Rückstellfeder 20 zwischen Hilfskolben 18 und Steuerkolben
11 ist so schwach ausgebildet, daß sie bei einer Betätigung des Bremspedals 14 nicht in der Lage ist,
die den Hilfskolben 18 in seiner Stellung haltenden Reibungskräfte sowie die Kraft der Feder 50 zu überwinden.
Mit anderen Worten kann der Steuerkolben 11 mit sehr geringem Kraftaufwand bewegt werden.
Kurz bevor die Bohrungen 22 und 23 zur Ausrichtung kommen, überfährt die Steuerkante 37 die linke
Kante der Radialbohrung 39, so daß das Innere des Steuerkolbens und der erste Bremskreis 15 vom Behälter
38 abgeschaltet werden. Während dieser Bewegung des Steuerkolbens 11 rutscht der Stößel 29 des
Ventils 13 auf der Steuerfläche 28 empor und das Ventil 13 wird geöffnet. Der Druck des Speichers 12
steht nunmehr über den Kanal 35 im Ringraum 24 und in der Radialbohrung 23 an. Sobald nun die
Ringnuten 22a. 23a in Überlappung kommen, gelangt der Speicherdruck in die Axialbohrungen 21 und 58.
Dabei wird zunächst eine Reaktionskraft auf das Pedal 14 erzeugt, und über die Radialbohrung 25 und die
Arbeitskammer 26 wird der erste Bremskreis 15 in der gewünschten Weise mit Druck beaufschlagt. Mit
Druck beaufschlagt wird aber auch die rechte Stirn-Ringfläche des Hilfskolbens 18, so daß auf diesen eine
Kraft nach links wirkt. Über die Bohrung 48 wird auch der Hauptkolben 17 direkt mit Druck beaufschlagt.
Der Kolben 17 bewegt sich also nach links, und es wird nach dem Überfahren des Schnüffelloches 56 im
Bremskreis 16 ein Druck aufgebaut, welcher im wesentlichen die gleiche Größe wie der Druck im ersten
Bremskreis 15 hat, weil der Hauptkolben 17 nicht nur durch die Bohrungen 48 und 58 sondern auch über
die Ringfläche 43, die nach Überfahren des Schnüffelloches 46 unter Druck gesetzt wird, mit dem Speicherdruck
beaufschlagt wird.
Nach einer Bremsung bewegen die Drücke in den Bremskreisen und die Rückstellfedern 50 sowie 2(1
den Hauptkolben 17, den Hilfskolben 18 und den Steuerkolben 11 wieder in die Ausgangsstellung zurück.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung Wird ein vom Fahrer als unangenehm empfundenes Durchfalle
ns des Bremspedals 14 beim Ausfall des zweiter Bremskreises 16, der vorzugsweise zur Vorderachse
führt, vermieden. Hierzu ist allerdings die Bedingung, daß der Hauptkolben 17 sich bereits bei einem geringeren
vom Speicher erzeugten Druck bewegt als der Hilfskolben 18. Im einzelnen erfolgt die Arbeitsweise
beim Ausfall des zweiten Bremskreises 16 wie folgt:
Bis zur Druckerzeugung in den Axialbohrungen 21 und 58 verläuft die Funktion genau wie bei intakter
Brc!T!skrciscri. Sobald 'edoch in der erweiterten Bohrung
48 ein vorbestimmter Druck erreicht ist, bewegl sich der Hauptkolben 17 unter dem Einfluß dieses
Druckes unter unterstützender Wirkung der Feder 4? und Zusammendrückung der Feder 50 schlagartig
nach links, bis der Vorsprung 57 am Zylinderboder anschlägt. Wegen des angenommenen Defektes im
zweiten Bremskreis 16 kann sich hierbei ein Druck auf der linken Seite des Hauptkolbens 17 nicht aufbauen.
Da auf Grund der Dimensionierung der Fläche F,
und der Federn 49, 50 unter Berücksichtigung dei Reibung der verschiedenen Elemente der Hilfskolber
18 sich noch nicht bewegt hat, wird der sich nach link« bewegende Hauptkolben 17 durch das Schnüffelloch
46 den sich mit der Bewegung des Hauptkolbens 1" vergrößernden Ringraum 47 mit Bremsflüssigkeit gefüllt
halten, d. h., Flüssigkeit in den Ringraum 4" durch das Schnüffelloch 46 ansaugen.
Sobald nun der Hauptkolben 17 seine linke Endstellung erreicht hat, wird sich der Druck in den Bohrungen
21. 58 erhöhen, worauf dann schließlich die auf die Ringfläche F-F1 wirkende Druckkraft unter
stützt durch die Feder 20 auch den Hilfskolben If nach links bewegt. Dabei überfährt die Ringmanschette
45 das Schnüffeiloch 46, und der Ringraun
47 wird allseits druckdicht verschlossen. Von diesen Augenblick an ist auf Grund der Inkompressibilitä
der Bremsflüssigkeit eine weitere Bewegung de; Hilfskolbens 18 nach links unterbunden. Das unange
nehme Durchfallen des Bremspedals entfällt also Nunmehr verläuft der Bremsvorgang im erster
Bremskreis 15 genau wie bei intakten BremsV-eisen.
Der Vorsprung 57 ist so lang, daß er bei normaler Bremsvorgängen den Zylinderboden nicht erreicher
kann, jedoch im Falle des Bremskreisausfalles eine möglichst geringe Strecke bis zum Anschlag an der
Zylinderboden zurücklegen muß.
Der Abstand zwischen der hinteren Stirnseite 2" des Steuerkolbens 11 und der Ringstufe am Überganj
vom Raum 61 zur Bohrung 58 ist so gering gewählt daß beim Ausfall des Druckspeichers oder des erster
Bremskreises 15 die Stirnseite 27 an der besagter Ringstufe zur Anlage kommen kann. Nunmehr kanr
der Hauptkolben 17 über den Hilfskolben 18 unmit telbar mit der Pedalkraft beaufschlagt werden, so da£
noch eine begrenzte Bremswirkung durch Druckbe aufschlagung des zweiten Bremskreises 16 erziel
werden kann.
Normalerweise befindet sich die linke Stirnseite de:
7 8
Ansatzes 40 in Anlage am Hauptkolben 17. Ein ge- Die Kräfte der Federn 49,50 sollen in den versehie-
ringfügiges Abheben kann bei jedem Bremsvorgang denen Stellungen nicht allzusehr schwanken. So hat
zeitweise erfolgen. Lediglich beim Ausfall des zweiten die Feder 50 im gespannten Zustand z. B. eine Kraft
Bremskreises 16 findet eine wesentliche Trennung von ca. 6 Kp, im entspannten Zustand von ca. 4 Kp.
zwischen dem Hauptkolben 17 und dem Stirnende des ί Der Unterschied liegt also in der Größenordnung von
Endteil·;^ 40 statt. 30%.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Hauptzylinder für Zweikreis-Bremsanlgen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem in einer Zylinderbobrung geführten, zur Druckbeaufschlagung des einen Bremskreises dienenden und gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebbaren Hauptkolben, einem koaxial zum Hauptkolben in der Zylinderbohrung verschiebbar geführten Hilfskolben, dessen eines Ende mit dem Hauptkolben zusammenwirkt und dessen vom Hauptzylinder abgewandte Stirnseite eine mit dem anderen Bremskreis verbundene Arbeitskammer begrenzt, sowie einem axial im Hilfskolben geführten, pedalbetätigbaren Steuerkolben, der die Verbindungen zwischen der Arbeitskammer und einem Druckspeicher bzw. einem Behälter steuert, wobei bei der Betätigung des Steuerkolbens die Arbeitskammer vom Behälter getrennt und mit dem Druckspeicher verbunden wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:a) der Hauptkolben (17) weist einen rohrförmigen Kolbenteil (44) auf, in den ein Ansatz (40) des Hilfskolbens (18) abgedichtet verschiebbar eingreift, wobei die Stirnseite des Ansatzes in der Ausnehmung an den Hauptkolben anlegbar ist;b) der in dem rohrförmigen Kolbenteil (44) vom Ansatz (40) des Hilfskolbens (18) begrenzte Raum ist über eine im Hilfskolben vorgesehene Axialbohrung (58) mit der Arbeitskammer (26) verbinden,c) zwischen der vom rohrförmigen Kolbenteil (44) stirnseitig gebildeten "üngfläche (43) und einer mit der Wand der Zylinderbohrung (19) zusammenwirkenden, am Hilfskolben (18) vorgesehenen Ringmanschette (45) ist ein Ringraum (47) gebildet, der in der Ruhestellung des Hilfskolbens über ein unmittelbar vor der Ringmanschette (45) in der Wand der Zylinderbohrung (19) vorgesehenes Schnüffelloch (46) mit einem Vorratsbehälter verbunden ist und der bei einer Verschiebung des Hilfskolbens in Richtung Hauptkolben einen geschlossenen Druckraum bildet;d) die vom Druck im Druckspeicher (12) beaufschlagten wirksamen Flächen an Haupt- und Hilfskolben sowie die die Kolben in ihre Ruhestellung drängenden Federn (49 und 50) sind so ausgelegt, daß bei Ausfall des dem Hauptkolben zugeordneten Bremskreises zur Verschiebung des Hauptkolbens ein geringerer Speicherdruck erforderlich ist als zur Verschiebung des Hilfskolbens.2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (18) an seinem dem Hauptkolben (17) zugewandten Ende eine Bohrung (48) aufweist, in der eine Feder (49) angeordnet ist, die sich einerseits am Hauptkolben und andererseits am Hilfskolben abstützt.3. Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (49) schwächer ist als die dem Hauptkolben (17) zugeordnete Rückstellfeder (M) und daß die Rückstellfeder in der Ruhestellung den Hauptkolben in Anlage an dem Ansatz (40) des Hilfskolbens (18) hält.4, Hauptzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ruhestellung der Hilfskolben (18) steuerkolbenseitig an einem am Ende der Zylinderbohrung (19) vorgesehenen Anschlagι (36) anliegt.5, Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnüffelloch (46) an die dem einen, vom Hauptkolben beaufschlagten Bremskreis zugeordneteίο Nachlaufbohrung (52) angeschlossen ist.6. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Ringmanschette (45) auf ihrer dem Ringraum (47) abgewandten Seite begrenzte Raumis (53) mit dem Behälter (38) für eine dem Druckspeicher (12) zugeordnete Pumpe (54) verbunden ist.7. Hauptzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkolben (17) auf sei-M ner dem Hilfskolben (18) abgewandten Seite mit einem als Anschlag wirkenden Vorsprung (57) versehen ist.
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1971
- 1971-12-24 DE DE19712164605 patent/DE2164605C3/de not_active Expired
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1972
- 1972-12-21 IT IT3332572A patent/IT1045610B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
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Legal Events
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