DE2210411C3 - Hauptzylinder für eine mit Servodruck arbeitende hydraulische Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für eine mit Servodruck arbeitende hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem in einer Längsbohrung eines Zylindergehäuses arbeitenden, zwangläufig betätigbaren Kolben, der ein normalerweise geschlossenes erstes Ventil steuert, welches die Verbindung zwischen einem an eine Druckmittelquelle angeschlossenen ersten Kanal ur;d einem an einen Radbremszylinder angeschlossenen Auslaßkanal in dem Zylindergehäuse steuert, und welcher Kolben ein normalerweise offenes zweites Ventil steuert, welches die Verbindung zwischen einem zu ein^m Druckmittelbehälter führenden zweiten Kanal in dem Zylindergehäuse und dem Auslaßkanal steuert, wobei durch Verschieben des Kolbens das zweite Ventil geschlossen und das erste Ventil geöffnet wird, und das erste Ventil die Verbindung zwischen dem ersten Kanal und einer ersten Kammer steuert, die in der den Kolben führenden Zylinderbohrung ausgebildet ist, während das zweite Ventil die Verbindung zwischen dem zweiten Kanal und einer zweiten Kammer im Zylindergehäuse steuert, die mit der ersten Kammer ständig in freier Verbindung steht, und wobei ferner eines der beiden Ventile von dem Kolben über eine Stoßstange gesteuert wird.

Bei einem bekannten Hauptzylinder dieser Art (DT-AS 15 55 451) ist das erste Ventil in der seitlichen Zylinderwand angeordnet und ragt mit einem Schaft in den Weg des Kolbens, während das zweite Ventil über eine koaxial mit dem Kolben angeordnete Stoßstange gesteuert wird. Die beiden Kammern sind dabei durch einen vom Kolben mitgenommenen Armstern in einer durchgehenden Zylinderbohrung abgeteilt. Der Kolben ist bei dieser Konstruktion nicht druckentlastet, so daß eine verhältnismäßig große Reaktionskraft bei der Betätigung auf den Kolben ausgeübt wird, der sich beispielsweise in einem Betätigungspedal unerwünscht bemerkbar macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptzylinder der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß zur Betätigung ein minimaler Betätigungsweg ausreicht und ferner bei der Betätigung keine nennenswerte Reaktionskraft auf den Kolben erzeugt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die beiden Ventile federbelastete Ventilnadeln als Ventilglieder aufweisen, die in Längsbohrungen in entgegengesetzten Enden eines die Kammern trennenden Abschnitts des Zylindergehäuses geführt sind und mit darin untergebrachten Ventilsitzen zusammenwirken.

Der Hauptzylinder nach der Erfindung arbeitet mit hoher Ansprechempfindlichkeit bei minimaler Verschiebung des Kolbens. Die Reaktionskraft auf den

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Kolben ist dadurch auf ein Minimum verringert daß die Durchmesser der durch einen axialen Abstand getrennten, entgegengesetzt zueinander wirkenden Ventile auf ein Minimum verkleinert sind.

Ausgestaltungen der Erfindung s;nd in den Unteransprächen gekennzeichnet

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in Seitenansicht einen Zwillings-Hauptzylinder für eine hydraulische Bremsanlage, wobei einer der beiden Hauptzylinder im Längsschnitt dargestellt ist,

Fig.2 eine Stirnansicht des Zwillings-Hauptzylindersnach Fi g. 1,

F i g. 3 im Längsschnitt eine Tandemausführung einer hydraulischen Steuerventilbaugruppe für eine hydraulische Bremsanlage,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 3.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Zwillings-Hauptzylinder sind ein Hauptzylinder ! und ein Hauptzylinder 2 miteinander vereinigt und mittels einer gemeinsamen Ausgleichsstange 3 von einem nicht dargestellten Pedal aus betätigbar, das auf die Ausgleichsstange an einem zwischen ihren Enden liegenden Punkt wirkt

Zum Hauptzylinder 1 gehört ein Gehäuse 4, das an seinen Enden mit konzentrischen, sich nach innen erstreckenden Längsbohrungen 5 und 6 versehen ist, die an ihren benachbarten Enden durch einen Abschnitt 7 des Gehäuses getrennt sind.

In der Bohrung 5, die einen kleineren Durchmesser hat als die Bohrung 6, arbeitet ein Kolben 8, der durch das innere Ende einer Kolbenstange 9 unterstützt ist, welche durch eine Dichtung tO und eine zentrale öffnung eines Verschlußteils 11 für das andere Ende der Bohrung 5 ragt und an ihrem freien äußeren Ende mit der Ausgleichsstange 3 zusammenarbeitet. Durch den Kolben 8 erstreckt sich ein im wesentlichen axial verlaufender Überströmkanal 12, um die Drücke in den durch die Bohrung 5 und die Enden des Kolbens 8 abgegrenzten Kammern auszugleichen. Das Hindurchströmen der Flüssigkeit durch den Kanal 12 wird durch einen unter Federspannung stehenden Ventilkörper in Form einer Platte 13 gesteuert

Von den voneinander abgewandten Enden des Gehäuseabschnitts 7 aus erstrecken sich zwei mit den Bohrungen 5 und 6 konzentrische axiale Bohrungen 14 und 15, die mit Innengewinde versehen sind, und in welche die ein Außengewinde aufweisenden Schäfte 18 und 19 von jeweils einen Kopf aufweisenden Ventilsitzteilen 20 und 21 eingeschraubt sind. Jedes der Ventilsitzteile 20 und 21 weist eine Längsbohrung 22 bzw. 23 auf. Die Ventilsitzteile 20 und 21 sind von ihren kopfseitigen Enden aus mit Bohrungserweiterungen 24 und 25 versehen, die Führungen für zwei entgegengesetzt· zueinander arbeitende Ventilkörper 26 und 27 in Form von Ventilnadeln bilden, die konische innere Enden haben, welche mit dazu passenden Sitzen 28 und 29 zusammenarbeiten, die in den Ventilsitzteilen 20 und 21 an den Übergangsstellen zwischen den Bohrungen 22, 23 und den Bohrungserweiterungen 24, 25 angeordnet sind.

Das äußere Ende der Ventilnadel 26 ist von einer axialen Aussparung 30 im benachbarten Ende des Kolbens 8 aufgenommen, und die Nadel 26 ist mit einem radial nach außen vorspringenden Bund 31 versehen, der normalerweise durch eine Druckfeder 33 gegen ejnen Anschlag 63 am von der Kolbenstange 9 abgewandten Ende des Kolbens 8 vorgespannt ist. Die Nadel 26 weist zwei diametral voneinander abgewandte Anflächungen oder Längsaussparungen oder Nuten auf, so daß bei der in F i g.! gezeigten Stellung, bei der die Nadel 26 gegenüber dem Sitz 28 zurückgezogen ist, die Bohrung 5 über Spielräume zwischen der Nadel 26 und der Bohrungserweiterung 24 in Verbindung mit einem radialen Kanal 34 steht, der sich an das innere Ende der Bohrung 14 anschließt Bei dieser Stellung liegt die andere Ventilnadel 27, die ebenfalls zwei diametral voneinander abgewandte Anflächungen oder Längsaussparungen oder Nuten aufweist, an ihrem Sitz 29 an, um die Verbindung zwischen einem radialen Kanal 35, der sich an das innere Ende der Bohrung 15 anschließt, und einer Kammer 36 geschlossen zu halten, die durch die Bohrung 6 zwischen dem Gehäuseabschnitt 7 und dem inneren Ende eines Stopfens 37 gebildet ist, welcher in das äußere offene Ende der Bohrung 6 eingeschraubt ist. Die Ventilnadel 27 ist gegen den Sitz 29 durch eine Druckfeder 38 vorgespannt, die auf einen radial nach außen vorspringenden Bund 39 der Ventilnade) wirkt. Die Ventilnadel 27 wird durch eine zentrale öffnung eines becherförmigen Bauteils 4G geführt, das ein Widerlager für die äußeren Enden von drei Stoßstangen 41 bildet, die in Längsbohrungen des Gehäuseabschnitts 7 gleitend geführt sind und an ihren entgegengesetzten Enden mit dem Kolben 8 zusammenarbeiten. Die Bohrungen, in denen die Stoßstangen 41 arbeiten, sind in gleichmäßigen Winkelabständen über einen mit den Achsen der Bohrungen 5 und 6 und der Ventilnadeln 26 und 27 konzentrischen Teilkreis verteilt. Eine als Druckfeder ausgebildete Rückstellfeder 42, die über das Bauteil 40 auf die Stoßstangen 41 wirkt, dient dazu, den Kolben 8 in seiner zurückgezogenen Ruhestellung zu halten, bei der die Ventilnadel 27 an dem Sitz 29 anliegt, während die Ventilnadel 26 von ihrem Sitz 28 abgehoben ist. Bei dieser Stellung ist ein erheblicher axialer Spielraum zwischen dem Bund 39 und dem Bauteil 40 vorhanden.

Die durch die Bohrung 5 gebildete Kammer und die Kammer 36 stehen über die Spielräume zwischen den Stoßstangen 41 und den Bohrungen, in denen sie arbeiten, ständig in offener Verbindung miteinander. Zusätzlich kann eine weitere Längsbohrung 43 in dem Gehäuseabschnitt 7 ausgebildet sein, um eine weitere Verbindung zwischen den Kammern zu schaffen.

Der Hauptzylinder 2 ist von gleicher Konstruktion wie der Hauptzylinder 1.

Wird der Zwillingshauptzylinder gemäß F i g. 1 bei einer hydraulischen Bremsanlage eines Fahrzeugs verwendet, wird der radiale Kanal 35 an eine Hochdruckquelle, beispielsweise eine Hochdruckpumpe oder einen hydraulischen Akkumulator, angeschlossen, und der radiale Kanal 34 wird mit einem Behälter der Hochdruckquelle verbunden. Die Kammer 36 wird über einen axialen Auslaßkanal 44 des Stopfens 37 an eine hydraulische Vorrichtung zum Betätigen einer Radbremse angeschlossen. Auf ähnliche Weise werden entsprechende Kanäle des Hauptzylinders 2 mit der Hochdruckquelle bzw. dem Behälter verbunden. Der Auslaßkanal des Hauptzylinders 2 kann an die gleiche oder eine andere hydraulische Vorrichtung zum Betätigen der Radbremse oder an eine hydraulische Vorrichtung zum Betätigen einer anderen Radbremse angeschlossen werden.

Wird das Pedal betätigt, werden die Kolben 8 in den zugehörigen Bohrungen gleichzeitig vorgeschoben. Die anfängliche Bewegung der Kolben 8 bewirkt, daß die

Ventilnadeln 26 zur Anlage an ihren Sitzen 28 gebracht werden um den Behälter gegenüber den durch die Bohrungen 5 gebildeten Kammern abzusperren, und hierbei wirken die Kolben über die Stoßstangen 41 auf die Bauteile 40. um die Druckfedern 42 zusammenzudrücken und einen Teil des Spielraums zwischen den Bauteilen 40 und den Bunden 39 zu beseitigen. Dann spielt sich eine weitere Bewegung der Kolben 8 in der gleichen Richtung gegenüber den Ventilnadeln 26 ab, so daß die Druckfedern 33 zusammengedrückt werden, und daß die noch vorhandenen Spielräume zwischen den Bauteilen 40 und den Bunden 39 beseitigt werden, bis die Ventilnadeln 27 von den Sitzen 29 abgehoben werden da die Bauteile 40 mit den Bunden 39 zusammenarbeiten. Das von der erwähnten Quelle aus zugeführte Druckmittel tritt in die Kammern 36 ein und wird der bzw. jeder hydraulischen Betätigungsvorrichtung über die Auslaßkanäle 44 zugeführt. Das Druckmittel wirkt über die Bohrungen, in denen die Stoßstangen 41 arbeiten, und über die Bohrungen 43 auf die Kolben 8, und die Oberströmkanäle 12 bewirken, daß sich die Drücke auf entgegengesetzten Seiten der Kolben 8 ausgleichen.

Wird das Pedal freigegeben, bringen die Ruckstellfedern 42 die Hauptzylinder 1 und 2 wieder in ihre in F i g 1 gezeigte Ruhestellung, und das zwischen der Kammer und der betätigten Bremse eingeschlossene Druckmittel wird zu dem Behälter über die Langsbohrungen in dem Gehäuseabschnitt 7 und die Spielräume zwischen den Ventilnadeln 26 und den Bohrungen 24, in denen sie arbeiten, zurückgeleitet Wegen des Vorhandenseins der Platten 13 besteht jedoch die Gefahr, daß ein Teil des Druckmittels in den hinter den Kolben 8 liegenden Teilen der Bohrungen 5 eingeschlossen wird. Im Hinblick hierauf ist die Wand jeder der Aussparungen 30 mit einem radialen Kanal 46 versehen, so daß das Druckmittel in die Aussparung 30 eintreten kann, deren wirksames Fassungsvermögen zunimmt, wenn sich die Ventilnadel 26 zurückzieht Infolge des Vorhandenseins der Oberströmkanäle 12 und der Kanäle 4S ergibt sich ein stoßfreies Arbeiten der Hauptzylinder.

In F i g 3 und 4 ist ein in Tandemanordnung ausgebildeter Hauptzylinder dargestellt der jeweils einem der an Hand von F i g. 1 und 2 beschriebenen Hauptzylinder 1 und 2 ähnelt

In Fig.3 und 4 sind Bauteile, die an Hand von F i g 1 und 2 beschriebenen Bauteilen entsprechen, jeweils mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet so daß sich eine erneute Beschreibung erübrigen dürfte.

Bei dem Hauptzylinder nach F i g. 3 hat das Zylindergehäuse 4 eine größere Länge als dasjenige nach Fi«. 1- Die Kammer 36 wird in der Bohrung 6 durch den Gehäuseabschöitt 7 und das benachbarte innere dd !gelagerten zweiten Kolbens Der Gehäuseabschnitt 7 ist mit in gleichmäßigen Winkelabständen über einen Teilkreis verteilten, an beiden Enden offenen Kanälen 55 versehen, in denen mit einem Spielraum drei Stoßstangen 54 gelagert sind. Die Stoßstangen 54 bestimmen die zurückgezogene Stellung des Kolbens 50 dadurch, daß ihre Enden durch eine sich an einer Stirnwand 53 des Zylindergehäuses und dem benachbarten Ende des Kolbens 50 abstützen, de, als Schraubenfeder ausgebildete Rückstellfeder 5? in Anlage an einer durch den Kolben 50 abgestützten Platte 56 bzw. an dem Kolben 8 gehalten werden. Bei dieser zurückgezogenen Stellung ist ein mit dem äußeren Ende des Kolbens 50 verbundener, sich in axialer Richtung erstreckender Ventilkörper 58 durch einen Abstand von dem Rand eines Kanals 59 in der Stirnwand 53 getrennt wobei der Kanal 59 mit einem Behälter für die Druckflüssigkeit verbunden ist. Somit steht dieser Behälter in freier Verbindung mit einem Druckraum 60. der in der Bohrung 51 durch den Kolben 50 und die Stirnwand 53 abgegrenzt ist. Das Zylindergehäuse weist einen zweiten Auslaßkanal 61 auf. der an eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für eine Radbremse angeschlossen werden kann und in Verbindung mit dem Druckraum 60 steht so daß normalerweise eine freie Verbindung zwischen dem Behälter und der Betätigungsvorrichtung vorhanden ist

Wird der zwangläufig betätigbare Kolben 8 in der Bohrung 5 vorgeschoben, tritt das Druckmittel in die Kammer 36 ein, und es wird über den Auslaßkanal 44 in der an Hand von F i g. 1 und 2 beschriebenen Weise einer hydraulischen Vorrichtung zum Betätigen einer Radbremse zugeführt Gleichzeitig wirkt das Druckmittel in der Kammer 36 auf den Kolben 50, um ihn in dem Bohrungsabschnitt 51 vorzuschieben. Die anfängliche Bewegung des Kolbens 50 bewirkt daß der Ventilkörper 58 zur Anlage an seinem Sitz gebracht wird, um den Druckraum 60 gegenüber dem Behälter abzusperren. Bei einer weiteren Bewegung des Kolbens 50 in der gleichen Richtung wird das Druckmittel in dem Druckraum 60 unter Druck gesetzt und ejner Vorrichtung zum Betätigen einer Radbremse über den Auslaßkanal 61 zugeführt

Wenn die Kammer 36 oder der an sie angeschlossene Bremskreis versagt wird das beschriebene Vorschieben des schwimmend gelagerten zweiten Kolbens 50 längs des Bohrungsabschnitts 51 verhindert Wegen des Vorhandenseins der Stoßstangen 54 wird jedoch der Kolben 50 beim Betätigen des Kolbens 8 in dem Bohrungsabschnitt 51 zwischen dem Kolben 50 und so dem Kolben 8 vorgeschoben, so daß das Druckmittel immer noch von dem Druckraum 60 aus der Bremsbetätigungsvorrichtung zugeführt werden kann.

Die Auslaßkanäle 44 und 61 können mit Betätigungs-

Ser au&rasendeft Abschnitt Sl der Bohrung 6 arbeitet, !reicher ad» zwisctaim.ieinef ein Widerlager for das Sautefl 40 «ldenäe»=Sdtötrat52äai der Stufe der Bohmmg und einer inneren Stirnwand des Zylindergehäuies4<ersfteckt. ■■·>-

Yorncntungen aer gieicnen Bremse ouer veiatniw«-·«^ 55 Bremsen eines Fahrzeugs-verbunden sein. Beispielsweise kann der Auslaßkanal 44 an die Vonichtunsen zum Betätigen der Vorderradbremsen eines -Fahrzeugs ärtgeschlossen sein, während der Ausläßkanal 61 mit den Vorrichtangen zum Beötigen ^e^^^----«-**«=»* te äes Fahrzeugs verbunden sein kann.

ISazD 3 Blatt Zeicfammge

#625*

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   t 1. Hauptzylinder für eine mit Servodruck arbeitende hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem in einer Längsbohrung eines Zylindergehäuses arbeitenden, zwangläufig betätigbaren Kolben, der ein normalerweise geschlossenes erstes Ventil Steuert, welches die Verbindung zwischen einem an eine Druckmittelquelle angeschlossenen ersten Kanal und einem an einen Radbremszylinder angeschlossenen Auslaßkanal in dem Zylindergehäuse steuert, und welcher Kolben ein normalerweise offenes zweites Ventil steuert, welches die Verbindung zwischen einem zu einem Druckmittelbehälter führenden zweiten Kanal in dem Zylindergehäuse und dem Auslaßkanal steuert, wobei durch Verschieben des Kolbens das zweite Ventil geschlossen und das erste Ventil geöffnet wird, und das erste Ventil die Verbindung zwischen dem ersten Kanal und einer ersten Kammer steuert, die in der den Kolben führenden Zylinderführung ausgebildet ist, während das zweite Ventil die Verbindung zwischen dem zweiten Kanal und einer zweiten Kammer im Zylindergehäuse steuert, die mit der ersten Kammer ständig in freier Verbindung steht, und wobei ferner eines der beiden Ventile von dem Kolben über eine Stoßstange gesteuert wird, d a durch gekennzeichnet, daß die beiden Ventile (26,27) federbelastete Ventilnadeln als Ventilglieder aufweisen, die in Längsbohrungen (24, 25) in entgegengesetzten Enden eines die Kammern (5, 36) trennenden Abschnitts (7) des Zylindergehäuses geführt sind und mit darin untergebrachten Ventilsitzen (28,29) zusammenwirken.
2. 2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange (41) in einer an beiden Enden offenen, in Längsrichtung verlaufenden Bohrung im Abschnitt (7) des Zylindergehäuses (4) arbeitet
3. 3. Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange (41) mit Spiel in der Bohrung im Abschnitt (7) aufgenommen ist und daß dieses Spiel die ständige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer herstellt.
4. 4. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis

   3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel angeordnete Stoßstangen (41) vorgesehen sind.
5. 5. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis

   4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer, an bei- 5" den Enden offener Kanal (43) den Abschnitt (7) des Zyltndergehäuses durchsetzt, um die ständige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer zu bilden.
6. 6. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ventilnadel (26, 27) in einer Längsbohrung (24, 25) des zugehörigen Ventilsitzes (20, 21) arbeitet, die in einer Bohrung (14, IS) im zugehörigen Ende des Abschnitts (7) des Zylindergehäuses sitzt. te
7. 7. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der ein schwimmender zweiter Kolben in einem sich an die zweite Kammer anschließenden Bohrungsabschnitt arbeitet, gekennzeichnet durch mindestens eine weitere sich in Längsrichtung er- ⁶S streckende Stoßstange (54), mit der der schwimmend gelagerte zweite Kolben (50) durch den ersten Kolben (8) bei einem unzulässigen Druckabfall

   in der zweiten Kammer (36) betätigbar ist.
8. 8. Hauptzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der weiteren Stoßstange (54) mit dem ersten Kolben (8) und dem schwimmend gelagerten zweiten Kolben (50) zusammenarbeiten.
9. 9 Hauptzylinder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Stoßstange (54) in einer an beiden Enden offenen Bohrung (55) im Abschnitt (7) des Zylindergehäuses verschiebbar geführt ist.