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Druckzylinderanordnung für Kraftfahrzeug-Bremseinrichtungen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Tandem-Druckzylinderanordnung für die Hydraulik-Bremseinrichtung
eines auf Rädern fahrenden Kraftfahrzeuges.
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Derartige Tandem-Druckzylinder weisen einen Kolben auf, durch den
der Innenraum des Zylinders in zwei oder mehr Hydraulik-Kammern unterteilt wird,
von denen die Hydraulik-Druckflüssigkeit für Zwecke der Radbremsung gesondert abgeleitet
werden kann. Eine bekainte lusführungsform dieser Art von
Druckzylindern
ist mit zwei gesonderten Kolben versehen, von denen der eine als freier Kolben ausgebildet
ist. Dadurch werden zwei getrennte Hydraulikkammern auf beiden Seiten des freien
Kolbens gebildet. Durch die Vorbewegung des anderen oder Hauptkolbens wird im wesentlichen
derselbe Hydraulikdruck gesondert in den Kammern erzeugt. Außer dieser Art Druckzylinder
mit freiem Kolben sind abgestufte Kolben bekannt, die gleitfähig in entsprechend
abgestuften Zylinderbohrungen angeordnet sind. Durch die Hin- und Herbewegung des
starren Stufenkolbens werden selbsttätig entsprechende Ventile, die mit den Stufenabschnitten
des Kolbens zusammenarbeiten, so betätigt, daß in den entsprechenden Zylinderkammern
ein Hydraulikdruck erzeugt wird.
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Es ist jedoch äußerst schwierig, falls erwünscht, verschiedene Hydraulikdrücke
in den Zylinderkammern bei Verwendung von Druckzylindern mit freiem Kolben zu erzeugen.
Falls es außerdem erwünscht ist, in diesem Fall einen langen Kolben hub zu verwenden,
muß die Fassung fUr den Hydraulikauslaß in der durch den freien Kolben gebildeten
Zylinderkammer am vorderen Ende des Zylinders vorgesehen sein. Bei dieser Art Auslaßanschluß
ergeben sich erhebliche Einschränkungen in der Anordnung der anderen zugehörigen
Teile und damit nachteilige Auswirkungen.
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Im Fall der Druckzylinderanordnung mit Stufenkolben werden nur die
arbeitenden Teile des Kolbens benutzt, um die Ein-und
Ausschaltung
der entsprechenden Ventile der oben erwähnten Art zu steuern, die in dem Zylinder
vorgesehen sind0 Der hintere oder Fußteil des Kolbens bleibt daher bei der Ventilbetätigungsarbeit
frei. Als allgemeine Regel muß ein zusätzliches, fest sitzendes Zylinderelement
am vorderen Ende des Haupt zylinders vorgesehen sein, um mit dem vorderen Ende des
Kolbens bei der Steuerung der Ein- und Ausschaltung des vorne vorgesehenen Ventils
zusammenzuwirken0 Es ist deshalb erforderlich, allgemein eine Zylinderanordnung
erheblicher Länge zu verwenden, der noch ein Abschnitt mit einer solchen axialen
Länge zugefügt ist, die im wesentlichen einer Hublänge des Kolbens gegenüber dem
Haupt zylinder entspricht. Zu diesem Zweck wird für den Einbau dieser Art ziemlich
langer Zylinderanordnung ein erheblicher Platz verbraucht. Vor allem in dem Fall,
daß die Zylinderanordnung zum Zusammenwirken mit einer Vakuum-Servoeinrichtung vorgesehen
ist, sind der Zusammenbau der Zylinderanordnung bei der Herstellung und der Einbau
in das Hydraulik-Bremssystem eines Kraftfahrzeuges äußerst kompliziert und schwierig.
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Dieser Umstand wird als sehr nachteilig empfunden.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen verbesserten Tandem-Druckzylinder
zu schaffen, der einen Stufenkolben enthält, wobei sich die Anordnung durch einen
äußerst einfachen Aufbau und insbesondere durch eine kürzere axiale Länge auszeichnet
und gegenüber dem Stand der Technik aus einer kleineren Anzahl von Bestandteilen
zusammengesetzt ist,
Die Erfindung bezweckt ferner, einen mit Stufenkolben
arbeitenden Druckzylinder zu schaffen, in dem bei Ausfall der Erzeugung des Hydraulikdruckes
in einem der zwei Hydraulikkammern des Zylinders der Kolben nicht im wesentlichen
über die ganze Hublänge bewegt werden muߢ Mit der Erfindung soll außerdem ein Druckzylinder
geschaffen werden, in welchem bei Ausfall der Erzeugung von Hydraulikdruck in einer
der zwei Hydraulikkammern in cqer übrigen oder noch arbeitsfähigen Hydraulikkammer
ein Druck erzeugt wird, der gegenüber dem regulären oder sonst auftretenden Druck
erhöht ist.
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Ferner bezweckt die Erfindung, einen Druckzylinder der vorerwähnten
Art zu schaffen, dessen Zylinderlänge aufgrund der Verwendung eines besonderen,
in dem Kolben arbeitenden Ventilachaftes merklich verkürzt ist.
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Die Erfindung geht aus von einer Druckzylinderanordnung für Kraftfahrzeuge
mit einem eine abgestufte Bohrung aufweisenden Zylinder, der einen Stufenkolben
enthält, durch den zwei gegenseitig hydraulisch unabhängige Zylinderkammern abgeteilt
werden, denen jeweils eine Ventilvorriciitung zugeordnet ist, deren Ein- und Ausschaltung
durch die llin- und Herbewegung des Kolbens zur Herstellung bzw. Unterbrechung einer
Strömungsverbindung zwischen der betreffenden @ammer und dem zu-@ehörigen Flüs@i@keitsvorrat
steu@@bar ist. Dies@ Dru@@zylinde@
anordnung ist erfindungsgemäß
durch ein gegenüber dem Kolben axial sich erstreckendes Ventilsteuerglied gekennzeichnet,
das mit Bezug auf den Kolben teleskopartig bewegbar ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal ist in dem Kolben eine Feder vorgesehen,
die das Ventilsteuerglied in Richtung auf seine Außerbetriebsstellung beaufschlagt,
um eine Zuflußverbindung aufrecht zu erhalten.
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Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zechnung, in denen eine bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist.
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Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Druckzylinders,
teilweise im Schnitt, und Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht einer in dem erfindungsgemäßen
Druckzylinder verwendeten Ventilvorrichtung.
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Eine erfindungsg@äße Einrichtung, siehe Fig. 1 und 2, weist einen
Zylinder 1 auf, der mit einer axialen Bohrung 21 mit kleinerem Durchmesser und einer
axialen Bohrung 22 mit größerem Durchmesser ausgebildet ist, die miteinander in
der dargestellt.n Weise in Verbindung stehen. Ein Stufenkolben 3 weist einen Abschnitt
31 mit kleinerem Durchmesser und einen Abshnitt 32 mit größerem Durchmesser auf,
die so angeordnet sind, daß sie mit dem entsprochenden kleineren bzw. größeren
Bohrungsabschnitt
21 bzw. 22 zusammenwirken. Die Kolben teile 31 und 32 sind starr miteinander verbunden.
Dichtungen 4 und 5 sind auf dem Abschnitt mit kleinerem bzw. größerem Durchmesser
angeordnet. Im Zylinderinneren sind entsprechend der kleineren bzw. größeren Zylinderbohrung
eine Zylinderkammer 6 mit kleinerem und eine Kammer 7 mit größerem Durchmesser ausgebildet.
Diese Zylinderkammern 6 und 7 sind durch die Anordnung der Dichtung 4 unabhängig
voneinander.
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Das äußeren Ende des größeren Kolbenteiles 32 ist Bit einer Ausnehmung
32a ausgebildet, die unter Atmosphärendruck steht.
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Eine Stoßstange 8 wird mit ihrem inneren Ende in Druckberuhrung mit
der Ausnehmung 32a gehalten, während das äußere Ende mit einen nicht dargestellten,
durch Fußdruck zu betätigenden Bremspedal verbunden ist. Wenn der Fahrer das Pedal
tritt, wird eine in axialer Richtung wirkende Kraft von den Pedal durch die Stoßstange
auf den Kolben 3 übertragen, der dadurch gezwungen wird, sich in axialer Rictung
in den Zylinder hinein zu bewegen.
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An den beiden Enden der vorderen, einen kleineren Durchmesser aufweisenden
Hydraulikkammer 6 sind zwei Federhalterungen 23 und 24 vorgesehen, von denen die
Halterung 23 festliegt, während die Halterung 24 an de äußeren Ende des kleineren
Solbenteiles 31 betestigt ist, Eine Rückführschraubfeder 25 tst unter Vorspannung
zwischen den Halterungen 23 und a
angeordnet, sodaß der Kolben 3
elastisch auf-eine Bewegung in Fig. 1 nach rechts vorgespannt ist.
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Der Kolben 3 ist mit einer a'xialen Sackbohrung 29 ausgebildet, die
eine Schraubenfeder 27 enthält. Eine-Ventilstange 29 geht gleitfähig durch die'
Halterungen 23 und 24 hindurch.
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Das innere Ende dieser Stange erstreckt sich -in die Sackbohrung 29
hinein und wird mit ihrem inneren, vergrößerten Ende 26b in Druckberührung mit dem
zur Öffnung der Sackbohrung hin liegenden Ende der Feder 27 gehalten. Die Ven--tilstange
26 ist an ihrem äußeren Ende mit einem vergrößerten 2@ ausgebildet. Durch die Federeinwirkung
wird das innere vergrößerte Stangenende 26b in Druckberührung mit der in Fig. 1
nach rechts weisenden Fläche der Halterung 24 gehalten.
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De die Feder 27 eine wesentlich schwächere Federkraft im Vergleich
zur Rückstellfeder 25 hat, sind der Kolben 3 und die Ventilstange 26 gewöhnlich
in der in Fig. 1 gezeigten Lage.
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Ein erster zylindrischer aufrecht stehender hohler Ansatz 41 ist eintailig
mit dem Druckzylinder 1 im Bereich des vergrößerten Stangenendes 26a ausgebildet.
Einh ähnlicher zweiter aufrechter hohler Vorsprung 42 ist einteilig mit dem Haupt
zylinde@ im Bereich des kleineren @albenteiles 31 aus-@e@ildet. @ie@@ @ohlen @nsätze
41 und 42 sind mit Durchgängen
61 bzw. 71 ausgebildet, die in Verbindung
mit den Hydraulikkammern 6 und 7 stehen und entsprechende Ventilvorrichtungen 62
und 72 enthalten. Die Ventilvorrichtung 72 wird in ihrer tage mittels einer Buchse
50 gehalten, die in den mit Gewinde versehenen oberen Abschnitten des Kanals 71
eingeschraubt ist. An diese Buchse 50 ist ein Flüssigkeitsvorratsbehälter 52 in
der dargestellten Weise fest angeschlossen. Der zweite oder vordere hohle Ansatz
4-1 gleicher Bauart ist mit einer gleichen Ventilvorrichtung und einem gleichen
Behältergefäß 51 wie vorstehend beschrieben versehen, In Fig. 2 sind die baulichen
Einzelheiten der ersten Ventilvorrichtung 72 vergrößert dargestellt.
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Der Kanal 71 des zylindrischen Ansatzes 42 ist mit wenigstens einer
inneren Kreisschulter 728 au sgebl ldet, auf der eine Scheibe 724 angeordnet ist,
die eine Mittelbohrung 725 aufweist. Die Buchse 50 erstreckt sich nach unten soweit,
daß das unterste Ende der Buchse in Druckberührung mit der Oberseite der Scheibe
724 steht, wodurch diese fest auf der Schulter 7 anliegt. Das Ventilglied weist
einen nach unten ragenden Betätigungsvorsprung 721, einen einteilig damit ausgebildeten
mittleren Flansch 722 und einen nach oben sich erstreckenden Sciiaft 727 auf, der
mit ausreichendem Spiel durch die Mittelöffnung 728 hindurchgeht. Eine Spiralschraubenfeder
7@6 umgibt den Schaft 727, wobei das obere
Ende der Feder an dem
oberen Teil des Schaftes mittels eines Schlitzes, eines Stiftes oder ähnlicher üblicher
Befestigungsmittel festgelegt ist. Das untere Ende der Feder wird in Druckberühruna
mit der Oberseite der Scheibe 724 gehalten. Ein elastischer Ring 723 ist fest auf
dem Umfang des Flansches 722 angeordnet0 Aufgrund dieser Ausbildung der Ventilvorrichtung
72 wird der elastische-Ring 723 unter der Wirkung der Feder 726 auf eine 1)ruckberUhrung
mit der Unterseite der Scheibe 724 vorgespannt0 Die Ventilvorrichtung 72 arbeitet
demnach gewöhnlich so, daß sie die Strömungsverbindung zwischen dem zugehörigen
Vorratsgefäß 52 und der Hydraulikkammer 7 unterbricht0 Die zweite Ventilvorrichtung
62 hat den gleichen Bau wie vorstehend erläutert, Die Teile 621, 622 und 626 entsprechen
den Teilen 721, 722 und 726.
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Die entsprechenden betätigungstreien Stellungen dieser Ventilvorrichtungen
62 und 72 sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt und werden nachstehend erläutert,
Wenn die Stoßstange 8 in der dargestellten üblichen, betätigungsfreien Lage ist,
ist auch der Kolben 3 in seiner regulären oder, bezogen auf die Figur, rechten äußeren
Stellung0 Die Ventilstange 26 wird unter dem Einfluß der Feder 27 in ihrer am weitesten
ausgefahrenen Stellung gehalten. Unter diesen Umständen sind die entsprechenden
Betätigungsvorsprünge
621 und 721 der Ventilvorrichtungen 62 und
72 in Berührung mit dem verbreiterten Stangenende 26a bzw. dem inneren Schulterende
des größeren Kolbenabschnittes 31. Die Ventilglieder werden dadurch in ihrer geneigten
Stellung entgegen der Wirkung der entsprechenden Spiralschraubenfedern 626 und 727
gehalten, siehe Fig. 2.
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In dieser betätigungsfreien Stellung des Bremssystems sind die Plüssigkeitsbehälter
51 und 52 in Flüssigkeitsverbindung mit den entsprechenden Hydraulikkammern 6 und
7, so daß in diesen Kammern kein Druck erzeugt, oder gespeichert wird.
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Wenn der Bremshebel getreten wird, wird die Stoßstange 8, bezogen
auf Fig. 1, nach links bewegt. Dadurch wird der Kolben 3 mechanisch zur Axialbewegung
in derselben Richtung gezwungen. Aufgrund dieser Kolbenbewegung wird der größere
Kolbenabschnitt 31 aus derBerührung mit dem Betätiungsvorsprung 721 der ersten Ventilvorrichtung
72 herausbewegt.
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Dadurch wird der elastische Ring 723 in Dichtungsberührung mit der
Unterseite der Scheibe 724 gebracht und die bis dahin bestehende Strömungsverbindung
zwischen dem Vorratsbehälter 51 und der Druckkammer 6 zuverlässig unterbrochen.
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Die zweite Ventilvorrichtung 42 wird dann auch durch Abheben des Stangenendes
26a von dem Vorsprung 621 betätigt,
Bei weiterer Links- bzwO Vorwärtsbewegung
des Kolbens 3 werden Hydraulikdrücke in den entsprechenden Druckkammern 6 und 7
erzeugt und angesammelt und aus den Kammern durch die entsprechenden Auslaßanschlüsse
101 und 102 an die angeschlossenen, nicht dargestellten Bremsleitungen und Rad bremsz;ylinder
abgegeben.
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Bei der erwähntsn Vorwärtsbewegung des Kolbens 3 wirkt die Ventilstange
26 zunächst auf die Ventilvorrichtung 62; aber im wesentlichen unmittelbar danach
tritt das vergrößerte Stangenende 26a in Beruhrung mit der vorderen Endwand des
Zylinders 1, so daß eine weitere Bewegung der Stange verhindert wird.
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Bei weiterer Vorbewegung des Kolbens 3 dringt das rechte oder innere
Ende der Ventilstange 26 teleskopartig in die Sackbohrung 29 gegen die Wirkung der
Feder 27 ein. Nach Lösung des Fußdruckes vom Bremshebel k@@ren alle beweglichen
Bestandteile in die urpsürngliche, in Fig. 1 gezeigte Lage zurück.
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Bei bekannten, hier zum Vergleich heranzuziehenden Druck zylindern
ist ein Ventilbetätigungsglied, das der Ventilstange 26 entspricht und zur Betätigung
der zweite oder vorderen Ventilvorrichtung dient, einteilig mit dem Stufenkolben
ausgebildet. Daher muß diese Betätigungsvorrichtung
ihre Vorwärtsbewegung
zusammen mit dem Kolben fortsetzen, selbst nachdem die Ventilschließbeweguug für
das vordere oder zweite Ventil zur Unterbrechung der Strömungsverbindung zwischen
dem entsprechenden Flüssigkeitsbehälter und der zugeordneten Zylinderkammer ausgeführt
worden ist, Diese weitere Vorbewegung des Ventilbetätigungsgliedes macht es erforderlich,
daß die Druckzylindersnordnung einen entsprechend großen Bewegungsraum aufweist.
Dagegen wird aufgrund der erfindungsgemäßen zylinderartigen Anordnung des Ventilbetätigungsgliedes
gegenüber dem Kolben eine solche zusätzliche, überflüssige Bewegung des Betätigungsgliedes
vermieden. Dementsprechend kann die axiale Länge der Druck zyl inderanordnung bei
gleichbleibender Wirksamkeit für Breis zwecke merklich verringert werden.
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In der dargestellten Ausführungsform ist der Auslaßanschluß 101 so
angeordnet, daß er rechtwinklig zur Achse der Druck zylinderanordnung steht Er kann
jedoch ohne weiteres wie im Fall des Druck Zylinders mit freie Kolben auch axial
gerichtet angeordnet werden, wobei das Stangenende 26a und die vordere Endwand des
Druckzylinders 1 geringfügig abgewandelt werden.
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In der dargestellten Ausführungsform sind zwei Hydraulikdruckkammern
vorgesehen. In der Praxis können die Grundsätze der vorliegenden Erfindung auch
auf solche Druckz@linderanordnungen
angewendet werden, die mehr
als zwei Zylinderkammern aufweisen, - PATENTANSPRÜCHE -