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Tandem-Hauptzylinder Die Erfindung betrifft einen Tandem-Hauptzylinder
für FlUssigkeitsbremsen, der zwei axial fluchtend hintereinander angeordnete Kolben
aufweist, von denen ein Kolben als Schwimmkolben ausgebildet ist und gegen te Kraft
einer Ruckstellfeder zur Versorgung einer Gruppe von Scheibenbremssn dient, und
von denen der andere Kolben als Druckstangenkolben ausgebildet ist und gegen die
Kraft einer die beiden Kolben verbindenden; gefesselten Druckfeder zur Versorgung
einer Gruppe von Trommelbremsen dient.
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Ein Tandem-Hauptzylinder ähnlicher Art ist durch das deutsche Gebrauchsmuster
1 890 515 bekanntgeworden. Ein derartiger Tandem-Hauptzylinder hat den Vorteil,
daB der Wegverlust der Kolben vermindert wird, weil die Nachlauf- bzw. Entlüftungsbohrungen
etwa zur gleichen Zeit von den zugeordneten Manschetten der Kolben Überfahren werden
können.
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Dar Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tandem-Hauptzylinder
zu schaffen, der unter Beibehaltung der Vorteile einer Fesselung der dem Druckstangenkolben
zugeordneten Druck feder einen höheren Druckaufbau im Drucketangenkreis ermöglicht,
wie dies bei einer Koubinstion von Scheiben - mit Trommalbremsen erwunscht ist.
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Diese Aufgabe wird gemaß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen
der Rückstellfeder und dem Schwimmkolben eine gefesselte Druckfeder angeordnet ist,
die höhar vorgespannt ist als die gefesselte Druckfeder des Druckatangenkreises
und die nach einem vorbestimmten Fedarweg der Ruckstellfeder belastet wird.
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Durch diese Anordnung kann die dem Schwimmkolben zugeordnete RUckstellfeder
mit einer niedrigen Vorspannkraft und einer geringen Federrate ausgestattet sein,
während die dem Druckstangenkolben zugeordnete, gefesselte Druckfeder eine etwas
erhöhte Vorspannkraft erhalt.
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Die Ruckstellfeder und die gefesselte Druckfeder des Schwimmkolbens
können entweder in Reihe oder parallel geschaltet sein. Bei Schaltung in Reihe übernimmt
die Rückstellfeder nur die Funktion der Rückstellung; bei der Parallelschaltung
unterstutzt die Rückstellfeder die vorgespannte Feder des Schwimuikolbens, ubernimmt
demnach eine weitere Funktion. Diese UnterstUtzung fuhrt zu einer besseren Raumausnutzung
im Bereich des Schwimmkolbenkreises und kann zu einer Verkürzung des 5ehäuass fuhren.
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Bei Schaltung in Reihe wirken die Ruckatelifeder und die gefesselte
Druckfeder des Schwimmkolbens in einfacher Weise auf einen gemeinsamen, am Schwimmkolben
befestigten Federteller ein.
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Bei Parallelschaltung ist die gefesselte Druckfeder zwischen zwei
Federtellern angeordnet, von denen der eine Federteller auf einen Ansatz des Schwimmkolbens
aufgeschoben ist und sich an einer Schulter abstützt, und von denen der zweite Federteller
durch Verbindung mit dem Schwimmkolben die Druckfeder vorspannt, wobei die Rückstellfeder
des Schwimmkolbens sich über ein Verbindungsglied des zweiten Federtellers starr
am Schwimmkolben abstützt.
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fihnlich wie bei dem Druckatangenkolben ist der Schwimmkolben derart
angeordnet, daß er nach einem vorbestimmten Federweg der gefesselten Druckfeder
über die Fesselvorrichtung am Gehäuse des Hauptzylinders zur Anlage kommt.
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flußerat platzsparend ist es, die gefesselte Druckfeder konzentrisch
um die Rückstellfeder des Schwimmkolbens anzuordnen.
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Nach Aufbringung einer bestimmten Druckeingangskraft kann gleicher
Druck in beiden Kreisen dadurch erzeugt werden, daß die Federrate der gefesselten
Druckfeder des Druckstangenkolbens geringfugig größer ausgebildet ist als die Federrate
der gefesselten Druckfeder des Schwimmkolbens.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß ein gleichmäßiger Verschleiß der beiden Dichtmanschetten der Kolben gegeben
ist. Der Druckunterschied in den beiden Kreisen wird ohne zusätzliche Ventile erzielt
und wird den unterschiedlichen Bedürfnissen der beteiligten Bremsen gerecht. Durch
Abstimmung der Federreten der entsprechenden Druckfedern kann der Druckunterschien
der beiden Bremskreise bei höherer Beaufschlagung aneinander angeglichen werden,
so daß ein gleichmäßiger Verschleiß der verschiedenartigen Bremsen erzislt ist.
Zwar muß infolge der Anordnung der zeiten gefesselten Druckfeder das Gehause gegenUber
herkömmlichen Ausführungen etwas verlängert werden; jedoch ist eine Feinstbearbeitung
der Zylinderbohrung mittels Honen nur bis in den Bereich erforderlich, den die Manschette
des Schwimmkolbens noch überstreicht.
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Zudem kann der Abstand der Zulaufbohrungen bzw. Entlüftungsbohrungen
gleichgehalten werden, so daß der gleiche Vorratsbehalter wie für übliche, z.B.
für Vier-Scheiben-Bremsen verwendete, Tandem-Hauptzylinder Verwendung finden kann.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
die im folgenden naher beschrieben werden. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungabsispiel
des Tandem-Hauptzylinders nach der Erfindung im Schnitt, Fig. 2 ein zweites Ausführungebeispiel
des Tandem-Hauptzylinders nach der Erfindung anhand eines Teilschnittes und Fig.
3 ein schematisches Schaubild mit dem Druckverlauf in den beiden Kreisen eines erfindungsgemäßen
Tandem-Hauptzylinders.
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Der Tandem-Hauptzylinder 1 setzt sich zusammen aus dem Gehause 2,
in dem sich eine Zylinderbohrung 3 erstreckt. Die Zylinderbohrung 3 ist über Nachlaufbohrungen
4, 4a und 5, 5a mit einem Nachfüllbehälter 6 verbunden. Ober Auslaßbohrungan 7 steht
der Hauptzylinder 1 rit einer Gruppe von Scheibenbremsen 8, z.B. an der Vorderachse
eines Kraftfshrzeugs, in Verbindung. Über Auslaßbohrungen 9 werden ein
Paar
Trommelbremsen 10, z.B. an der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, mit Bremsdruck
versorgt.
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Innerhalb der Zylinderbohrung 3 ist der Nachlaufbohrung 4 und der
Auslaßbohrung 7 ein Schwimmkolben 11 zugeordnet, während der Nachlaufbohrung 5 und
der Auslaßbohrung 9 der Druckstangenkolben 12 zugeordnet ist. Mit 13 ist der dem
Schwimmkolben 11 zugeordnete Druckraum, mit 14 der dem Druckstangenkolben 12 zugeordnete
Druckraum bezeichnet. Die Kolben 11 und 12 sind Teile einer Baugruppe, die in die
Zylinderbohrung 3 eingeführt sind.
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Die Baugruppe umfaßt des weiteren eine gefesselte Druckfeder 15, die
mit Hilfe zweier Federteller 16 bzw. 17 und einer Schraube 18 am Druckstangenkolten
12 bis auf den Restfederweg S3 vorgespannt ist. Der Federteller 16 ist auf einen
Ansatz 19 des Schwimmkolbens 11 aufgeschoben. Der Schwimmkolben 11 ist ähnlich wie
der Druckstangenkolben 12 mit einer gefesselten Druckfeder 20 versehen. Mit 21 und
22 sind die entsprechenden Federteller, mit 23 die Schraube bezeichnet, mittels
der ein Spiel 52 festgelegt ist, das den Restfederweg der gefesselten Druckfeder
20 darstellt. Die Vorspannkraft der Druckfeder 20 ist gröBer ausgebildet als die
Vorspannkraft der Druckfeder 15. Der Federteller 21 dient ebenfalls einer zentrisch
zur Feder 20 angeordneten Rückstellfeder.24 als Auflager,welche sich andererseits
gegen den Grund 25 der Bohrung 3 abstützt und die gesamte Baugruppe unter Vorspannung
gegen einen Anschlag 26 drückt; hierdurch ist ein Spiel 2 zwischen dem Federteller
21 und dem Grund 25 geschaffen. Der Anschlag 26 ist als Sprengring ausgebildet,
der zwischen sich und einer Schulter 27 des Druckstangenkolbens 12 ein Dichtungepaket
28 aufnimmt; ein derartiges Dichtungspaket 28 dient zum Anschluß eines nicht dargestellten
pneumatischen Kraftverstärkers. Von den den Kolben 11 und 12 zugeordneten Dichtungen
sind nur die Hauptmanschetten mit 29 bzw. 30 bezeichnet, die unmittelbar hinter
den zugeordneten Nachlaufbohrungen 4 bzw. 5 angeordnet sind.
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In Fig. 2 ist eine abgewandelte Abstützung der Rückstellfeder 124
gezeigt. Der Fig. 1 entsprechende Bauteile sind wie dort bezeichnet, aber mit einer
Hunderterstelle versehen. Hier stützt
sich die Feder 124 über die
Schraube 123 am Schwimmkolben 111 ab.
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Die Federn 120 und 124 sind somit parallel geschaltet.
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In Fig. 3 ist mit FE die Eingangskraft, mit PB der Bremsdruck in den
beiden Kreisen, mit DSK der Druckverlauf im Druckstangenkreis und mit SK der Druckverlauf
im Schwimmkolbenkreis bezeichnet.
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Die Funktion des erfindungagemäßen Tandem-Hauptzylinders ist in Fig.
3 veranschaulicht und läuft folgendermaßen ab: Durch Aufbringen einer Eingangskraft
FE auf den Druckstangenkolben 12 verschieben sich beide Kolben 11 und 12 nach links
und überfahren dabei etwa gleichzeitig mit den entsprechenden Manschetten 29 und
30 die Nachlaufbohrungen 4 bzw. 5 (Punkt A). Die Rückstellfeder 24 wird zusammengedrückt,
bis das Spiel S1 beseitigt ist und der Federteller 21 auf dem Grund 25 der Bohrung
3 zur Anlage gelangt (Punkt B). Bei Punkt B ist nur ein geringfügiger Druck von
z.B. 0,1 atü erzeugt worden. Bei weiterem Anstieg der Eingangskraft FE wird im Raum
16 ein Druck erzeugt, der sich in die Trommclbremsen 10 fortpflanzt und die üblicherweise
dort verwendeten Rückstellfedern der Bremsbacken überwindet. Während des Anstiegs
des Drucks im Drucketangenkreis nach Punkt B bleibt im Schwimmkolbenkreis der relativ
niedrige Druck zunachst erhalten. Erst wenn sich bei weiterer Erhöhung der Eingangskraft
FE das Spiel S3 soweit verringert hat, daß - unter Berücksichtigung der Reibverluste
der Dichtungen - die Vorspannkraft der Druckfeder 20 erreicht ist, steigt der Druck
ebenfalls im Schwimmkolbenkreis (Punkt C). Durch Abstimmung der Federraten der Druckfedern
15 und 20 derart, daß die Feder 15 eine geringfügig größere Federrate aufweist -
z.B.
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0,5 kp/mm zu 0,46 kp/mm -, herrscht nach Aufbringen einer bestimmten
Hubkraft gleicher Druck in beiden Kreisen (Punkt D), z.B.
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40 atü. Zur deutlicheren Darstellung ist der Abstand B - C in Fig.
3 übertrieben groß gewählt; in vielen Fellen kann es schon ausreichen, wenn sich
die Drücke in beiden Kreisen in der Höhe des Punktes D nur angenähert haben, die
entsprechenden Kurven sich also nicht schneiden, oder sogar nur parallel verlaufen.
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Die Funktion. des Hauptzylinders gemäß Fig. 2 ist im Prinzip gleich.
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Da die Rückstellfeder 124 die Druckfeder 120 durch ihre Parallelschaltung
unterstützt, kann die Federrate der Feder 120 noch niedriger gehalten werden, was
den Kraftverlust weiter vermindert.
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- Ansprüche -