DE2331705C2

DE2331705C2 - Hauptbremszylinder für Zweikreisbremsanlagen in Fahrzeugen

Info

Publication number: DE2331705C2
Application number: DE19732331705
Authority: DE
Inventors: Alfred William 6600 Saarbrücken Thomas
Original assignee: D.B.A. Bendix Lockheed Air Equipement S.A., 92115 Clichy, Hauts-de-Seine
Current assignee: Bendix France SA
Priority date: 1973-06-22
Filing date: 1973-06-22
Publication date: 1984-03-01
Also published as: FR2234163A1; DE2331705A1; FR2234163B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder für Zweikreisbremsanlagen in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, nacn dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Hauptbremszylindern dieser Bauart (DE-GM 18 90 515) wird der Sekundärkolben durch den Druck in der ersten Druckkammer betätigt um diesen zwecks Druckerhöhung in der dritten Druckkammer zu bewegen. Bei einem Ausfall in dem von der ersten Druckkammer versorgten Kreis bewegt sich das Primärkolbenaggregat um einen beachtlichen Weg, ohne eine Druckerhöhung in der ersten Druckkammer zu bewirken. Ferner wird der Sekundärkolben erst betätigt wenn der Primärkolben gegen den Sekundärkolben zum Anschlag kommt Bei einem Ausfall in dem von der dritten Druckkammer versorgten Kreis wird in der ersten Druckkammer erst dann Druck aufgebaut wenn der Sekundärkolben gegen einen Anschlag im Gehäuse des Hauptbremszylinders anfährt Wird also in einem der Kreise kein Bremsdruck aufgebaut so muß das Bremspedal einen beträchtlich größeren Weg zurücklegen, um die Fahrzeugbremsen zu betätigen. Dies bedeutet ein verzögertes Einsetzen des Bremsens, das noch weiterhin verzögert wird, wenn gleichzeitig ein Nachstellen der Bremsen erfolgt. Dies kann dazu führen, daß die Bremsen selbst bei voll durchgedrücktem Bremspedal nicht voll angelegt werden.

Wie bei einem Hauptbremszylinder der vorstehend beschriebenen Art der Verlust an wirksamen Bremspedalweg verringert werden kann wenn Ausfälle in dem von der ersten Druckkammer versorgten Kreis auftreten, ist in der DE-PS H 24 394 beschrieben worden.

Hierzu wird eine druckempfindliche Sperreinrichtung vorgeschlagen, die vom Druck in der ersten Druckkammer beaufschlagt ist und den Primärkolben mit dem Sekundärkolben bis zu einem vorbestimmten Druck in der ersten Druckkammer über eine mechanische

Sperrvorrichtung verriegelt Die verschiedenen vorgeschlagenen Sperreinrichtungen sind teils zwischen den beiden Kolben, teils im Primärkolben untergebracht Sie bestehen im wesentlichen aus einem hydraulischen Kolben, der dem Druck des ersten Druckraumes ausgesetzt ist und bei Beaufschlagung dieses Raumes nach Oberwindung des Leerweges ein mechanisches Gesperre löst, das den Primärkoiben mit dem Sekundärkolben im Ruhezustand verbindet- Fällt der Druck im ersten Druckraum aus, bleibt das Gesperre in wirksam, d. h. nach Oberwindung des Leerweges ist der Primärkolben über das Gesperre mit dem Sekundärkolben starr verbunden. Ahe Ausführungsbeispiele des Vorschlages zeigen schwerwiegende Nachteile: Die Teile des Gesperres müssen einer außer ientlich 1 ■·, sorgfältigen Bearbeitung unterzogen werden >on zum Beispiel ein Verklemmen der betreffe-^Jsn bauteile ausgeschlossen sein. Dabei sind irrige &_ aeengten Raumverhältnisse Fertigungsmethc * " der Feinmechanik erforderten; diese erhöhen 'l_ji Herstellungsauf- id wand. Zum zweiten muß das^f.^: χ 3rre so robust gebaut sein, daß die Betätigungskraft sicner auf den Sekundärkolben übertragen wird. Diese Betätigungskraft kann z.B. schon bei fußbttätigten Bremsen — ohne Verstärker — eine Größe von ca. 5000N erreichen. Sollen derartige Kräfte übertragen werden, muß hochwertiger Werkstoff verwendet werden, was den Herstellungsaufwand weiter erhöht Falls gar Kraftverstärker zur Betätigung des Hauptbremszylinders verwendet werden, sind die Anforderungen an die Festigkeit des mechanischen Gesperres noch höher.

Ein weiterer Hauptbremszylinder, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art ist aus der DE-AS 11 70 802 bekannt Dieser Hauptzylinder funktioniert im wesentlichen wie der aus der DE-GM ji 18 90 515 bekannte Zylinder, wobei jedoch in der zweiten und dritten Druckkammer der entsprechende Kolben jeweils gegen eine Feder arbeitet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptbremszylinder der angegebenen Art zu schaffen, der bei AusfaH eines Bremskreises zwischen Primärkolben und Sekundärkolben eine starre Verbindung schafft, die selbst sehr hohe Betätigungskräfte, wie sie insbesondere durch Bremskraftverstärker erzielbar sind, sicher von dem Primärkolben auf den Sekundärkolben überträgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen gattungsgemäßen Hauptzylinder mit der kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst

Durch die Erfindung sorgt somit ein hydraulisches w Druckpolster für die Kupplung zwischen dem Primärkolbenaggregat und dem Sekundärkolben. Dieses Druckpolster kann auch sehr hohe Betätigungskräfte übertragen, so daß es insbesondere für kraftverstärkte Hauptbremszylinder geeignet ist. Ein zweiter wichtiger Vorteil liegt darin, daß die Kopplung nach einem geringen Leerweg völlie stufenlos ermöglicht wird. Auch bei Ausfall während der Brcmsbciäiigung erfolgt die Kopplung sehr bald, d. h. ohne zusätzlichen, einem Stufengesperre eigenen Leerweg, der sicn sonst durch ein »Durchfallen« des Bremspedals bemerkbar macht. Dieses schnelle Ansprechen vermeidet somit einen verzögerten Aufbau des Bremsdruckes im restlichen Bremskreis.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Hauptbremszylinder gemäß der Erfindung im Schnitt;

F i g. 2 einer» Ausschnitt A aus dem Hauptbremszylin · der gemäß F i g. 1 in vergrößertem Maßstab;und

F i g. 3 einen Ausschnitt aus einem Hauptbremszylinder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der Hauptbremszylinder 1 umfaßt ein Gehäuse 2, in dem sich eine Zylinderbohrung 3 erstreckt Die Zylinderbohrung 3 ist über Nachlaufbohrungen 4, 4a und 5,5a mit einem Nachfüllbehälter 6 verbunden. Über eine Auslaßbohrung 7 steht der Hauptbremszylinder 1 mit einem ersten Bremskreis BKi, z. 3. an der Vorderachse eines Kraftfahrzeuges, in Verbindung.

Ober eine Auslaßbohning 8 wird ein zweiter Bremskreis BK2, z. B. an der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, mit Bremsdruck versorgt

Innerhalb der Zylinderbohrung 3 ist der Nachlaufbohrung 4 und der Auslaßbohrung 7 ein als Schwimmkolben 9 ausgebildeter Sekundärkolben zugeordnet während der Nachlaufbohrung 5 und der Aiislaßbohrung 8 der zweite Kolben 10 eines Primärkolber -ggregates zugeordnet ist Mit 11 ist eine dem Sekunc*5rkolben 9 zugeordnete dritte Druckkammer und mit 12 ein? dem zweiten Primärkoiben 10 zugeordnete erste Druckkammer bezeichnet Die Kolben 9 und 10 sind Teile einer Baugruppe, die in die Zylinderbohrung 3 eingeführt ist Die Baugruppe umfaßt des weiteren eine Rückstellfeder 13, die sich einerseits am Boden 14 der Bohrung 3 und andererseits am Sekundärkolben 9 abstützt Der Sekundärkolben 9 ist mit einer Manschette 15 gegen die dritte Druckkammer 11 und mit Dichtringen 16 und 17 gegen die erste Druckkammer 12 abgedichtet An dem dem zweiten Primärkoiben 10 zugewendeten Abschnitt 18 ist der Sei-undärkolben 9 hohl ausgebildet Innerhalb des Abschnittes 18 befindet sich eine zweite Druckkammer 19. Die Druckkammer 19 ist gegen die Druckkammer 12 mittels eines ersten Primärkolbens 20 verschlossen, der einen verlängerten Abschnitt aes zweiten Primärkolbens 10 darstellt In der Druckkammer 19 drückt eine Feder 21 unter Vorspannung gegen den Sekundärkulben 9 einerseits und gegen den ersten Primärkoiben 20 andererseits. Der Kolben 20 ist mittels einer Manschette 22 gegen die Bohrung 23 abgedichtet Er wird mittels eines Sprengringes 24 in Her Bonrung 23 gehalten. Die Druckkammer 19 ist an die Druckkammer 12 über eine radiale Verbindung 25 angeschlossen, die mit Abstand vor der Manschette 22 angeordnet ist Ein zweiter Anschluß der Druckkammer 19 an die Druckkammer 12 ist durch eine ventilgesteuerte Verbindung innerhalb des Kolbens 20 geschaffen; diese Verbindung wird in F i g. 2 beschrieben. Der zwei»e Primärkolben 10 ist gegen die Druckkammer 12 mittels ei:-er i/lanschette 26 abgedichtet. Die Bohrung 3 ist über eine Vakuumpackung 27 verschlossen. Die Anordnung dient zur Abdichtung der Bohrung 3 gegen die Außenluft und gegen den (nicht dargestellten) a-zuflanschenden Unterdruckverstärker, der die Eingangskraft Fe auf den Kolben 10 aufbringt Die gesamte Baugruppe wird von einem Sprengring 28 in der Bohrung 3 gehalten. Jm mittleren Bereich des Hauptbremszylinders ist eine Arischlagschräube 29 für den Sekundärkolben 9 angeordnet Die Anschfagschraube 29 ragt radial in die Bohrung 3 und greift dort mit Spie! in eine axiale Nut 30 des Abschnitt·! 18 des Sekundärkolbens 9 ein.

Wie in F i g. 2 gezeigt, umfaßt der Kolben 20 einen in den zweiten Primärkolben 10 eingeschraubten zylindri-

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sehen Abschnitt, in den e'ihe axiale, gestufte Ventilbohrung 31 eingebracht ist Γη der Ventiibohrung 31 ist ein Ventilkörper 32gleilbar gelagert Die Ventilbohrung 3i ist mit der Nachlaufbohrung Sa Ober eine Bohrung 33 im Kolben 10 verbunden. Der niedrige Druck in der Nachlaufbohrung wirkt durch eine durchgehende axiale Bohrung 34 auf beide Stirnseiten des Ventilkörpers 32-Auf der linken Seite der Stufenkante 35 ist ein Ringraum 36 über eine Bohrung 37 und 37a mit der Druckkammer 19 verbunden. Auf der rechten Seite der Stufenkante 35 ist ein zweiter Ringraum 38 größeren Durchmessers über eine Bohrung 39 mit der Druckkammer 12 verbunden. Der VentiJkörper 32 wird von einer vorgespannten Veniilfeder 40 gegen die Ventilkante 38 gedruckt und verschließt diese mittels eines koaxialen Konus 41. Zur Abdichtung der Ringräume 36 und 38 gegenüber dem übrigen Ventilgehäuse 31 dienen Dichtringe 42 bzw. 43.

Die Funktion des Hauptbremszylinders gemäß den F ι g. 1 und 2 ist die folgende:

a) Bei intaktem Bremskreis BKt

Durch Aufbringen der Kräh Fe auf den zweiten Primärkolben 10 überfährt die Manschette 26 die Schnüffelbohrung 5. Gleichzeitig überfährt die Manschette 15 die Schnfiffeübohrung 4. Sowohl in der Druckkammer 11 als auch in der Druckkammer 12 baut sich ein Druck pt bzw. & auf. der sich in die Bremskreise BKi und BK2 fortpflanzt In der Druckkammer 19 herrscht der gleiche Druck wie in der Druckkammer IZ da die Verbindung 25 zunächst geöffnet ist Nach Erreichen einer vorbestimmten Höhe des Druckes pi in der Druckkammer 12 überwindet die im Ringraum 38 auf den Ventilkörper 32 einwirkende Druckkraft die Kraft der Feder 40 und verschiebt den Ventilkörper 32 nach rechts gegen den niedrigen Nachlaufdruck. Durch diese Verschiebung öffnet sich das Ventil, indem sich der Ventilkonus 41 von der Veniilkame 38 hebt, so daß die Druckkammern 19 und 12 über die Bohrung 37, die Ringräume 36 und 38 und die Bohrung 39 in Verbindung stehen. Der Öffnungspunkt des Ventils ist so abgestimmt daß nun bei weiterer Druckerhöhung die Manschette 22 die Verbindung 25 überfährt Die Manschette 22 ist bei intaktem Bremskreis BK₂ kaum belastet, da beiderseits der gleiche Druck herrscht d. h. der Verschluß ist geringer als derjenige der Manschette 26. Bei weiterer Betätigung kann das Druckmittelvolumen aus der Druckkammer 19 über die geschaffene Verbindung in die Druckkammer 12 strömen und steht dem Bremskreis BK₂ zur Verfügung.

Beim Rückhub kann das verdrängte Volumen zunächst wieder durch die geschaffene Verbindung, aber auch durch die- als Rückschlagventil wirkende Manschette 22 und schließlich durch die Verbindung 25 wieder in die Druckkammer 19 fließen- Der Ventilkonus 4i legt sich wieder an die Dichtkante 38 an und trennt die zweite Verbindung, während die erste Verbindung 25 geöffnet ist, sobald der Druck in der Druckkammer 12 einen gewissen Wert überschritten hat

b) Bei ausgefallenem Bremskreis BKz

Bei Ausfall des Bremskreises BKi aus einem beliebigen Grund kann sich bei einer Verschiebung des Kolbens to nicht der vorbestimjnte Druck in der Druckkammer 12 aufbauen, der das Ventil gegen die Kraft der Feder 40 öffnet Während sich in der Kammer 11 ein üblicher Bremsdruck aufbauen kann, schiebt sich der Kolben 20 in die Bohrung 23 und verschließt die Verbindung 25. Das Druckmittelvolunien in der Druckkammer 19 ist nun eingeschlossen und bildet ein hydraulisches Druckpolster. Unter Einwirkung der

s Kraft Ff wird eine Verschiebung des Kolbens 10 ohne Wegverlust auf den Sekundärkolben 9 übertragen, so daß der Bremskreis BKi voll funktionsfähig bleibt. Beim Rückhub stellt die Feder 21 den Kolben 20 wieder in die Ausgangsstellung zurück, wobei das Druckmittelvolumen an der Manschette 22 vorbei sowie durch die Verbindung 25 zurückströmen kann.

in Fig.3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Die Bezugszeichen der der F i g. 2 entsprechenden Bauteile sind jeweils um Einhundert erhöht Der zweite Primärkolben 110 weist eine Verlängerung auf, die eine Stufenbohrung 50 umfaßt Die Stufenbohrung 50 wird von einem Ventil 51 dicht verschlossen. Innerhalb des Ventils 51 und des verlängerten Kolbens 100 erstreckt sich eine vierstufige Ventilbohrung 131. In der Ventilbohrung 131 ist ein Ventilkörper 132 gleitbar gelagert. Die Ventiibohrung 131 ist über eine Bohrung 133 im Kolben 110 mit der Nachlaufbohrung 105a verbunden. Der niedrige Druck in der Nachlaufbohrung I05a wird infolge einer durchgehenden Bohrung 134 auf beide Stirnseiten des Ventilkörpers J32 übertragea Die Stufenkante 135 ist als Gummidichtring 52 ausgebildet der mit einer Fläche 141 des Ventilkörpers 12? zusammenwirkt Auf der Unken Seite der Stufenkante 135 ist ein Ringraum 136 über eine bohrung 137 und eine Abflachung 53 des Ventils 51 mit der Druckkammer 119 verbunden. Die Druckangriffsflächen des Ventilkörpers 132 im Ringraum 136 sind in Schlisßrichtung giööer ausgebildet als in Öffnungsrichtung. Auf der rechten Seite der Stufenkante 135 ist ein zweiter Ringraum 138 größeren Durchmessers über eine Bohrung 139 mit der Druckkammer 112 verbunden. Der Druck im Ringraum 138 beaufschlagt den Ventilkörper 132 in Öffnungsrichtung. Der Ventilkörper 132 wird von einer vorgespannten Feder 140 gegen die Dichtung 52 gedruckt und verschließt die Verbindung zwischen den beiden Ringräumen 136 und 138. Zur weiteren Abdichtung der Ringräume i36 bzw. 138 dienen Dichtringe 142 bzw. 143. Die Verbindung zwischen der Bohrung 134 und der Bohrung 133 wird durch einen Dichtring 54 gesteuert, der mit einer Ringfläche 55 des Ventilkörpers 132 zusammenwirkt

Die Funktion des Hauptbremszylinders gemäß F i g. 3 entspricht der des in F i g. 2 gezeigten, bis auf folgende Abweichungen:

1. Bei einem Druckausfall oder zumindest bei Druckabfall unter einen vorbestimmten Wert in der Druckkammer 112 schließt das Ventil nicht nur unter der Kraft der Feder J40, sondern auch noch zusätzlich unter der Wirkung des Brackes in der Druckkammer 119: Der Druck im Ringraum 136 beaufschlagt den Ventilkörper 132 stets mehr in die Schließ- als in die Öffnungsrichtung. Selbst bei Bruch der Feder 140 wird der Ventilkörper 132 in die Schließstellung gedruckt

2. Sollte einer der Dichtringe 142 oder 143 geringfügig undicht werden, so übernimmt der Dichtring 54 bei üblicher Druckerhöhung in der Druckkammer 112 deren Funktion, ein Wegverlust der Kolben 120 bzw. 110 infolge Druckmittelverlustes ist. dann vermieden.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hauptbremszylinder für Zweikreisbremsanla- gea in Fahrzeugen insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem vom Bremspedal betätigbaren, aus einem ersten und zweiten Kolben bestehenden Primärkolbenaggregat zur Druckerhöhung in einer ersten und zweiten Druckkammer und einem weiteren, durch Flüssigkeitsdruck betätigbaren Sekundärkolben zur Druckerhöhung in einer dritten, mit dem einen Bremskreis verbundenen Druckkammer, wobei die zweite, als Bohrung in dem Sekundärkalben ausgebildete Druckkammer, in der der erste Primärkolben verschiebbar angeordnet ist, mit der ersten Druckkammer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung zwischen der ersten und zweiten Druckkammer (12 bzw. 112 und 19 bzw. 119) eine erste im Ruhezustand offene Verbindung (25 bzw. 125) vorgesehen ist, die durch Annähern des ersten Priniärkolbens (20) an den Sekundärkolben (9) schließbar ist und daß zwischen der ersten und zweiten Druckkammer (12 bzw. 120 usd 19 bzw. 119) eine zweite, im Ruhezustand geschlossene Verbindung (37, 37a, 36, 38,39 bzw. 53,137,136,138,139) vorgesehen ist, in der ein bei Druckerhöhung in der ersten Druckkammer (12 bzw. 112) öffnendes Ventil (20, 32 bzw. 51, 132) angeordnet ist.

2. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckkammer (19 bzw. 119) in an sich bekannter Weise innerhalb einer Bohrung (18 bzw. 118) des Sekundärkolbens (9) angeordnet «t.

3. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß d',· erste Verbindung Λ5 in an sich bekannter Weits in ^orm einer radialen Bohrung (25 bzw. 125) ausgebildet und durch eine Manschettendichtung (22 bzw. 122) schließbar ist

4. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Ventilkörper (32 bzw. 132) des Ventils (20, 32 bzw. 51, 132) von einer Druckfeder (40 bzw. 140) in der Schließstellung gehalten ist

5. Hauptbremszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (132) des »5 Ventils (51,132) zusätzlich vom Druck in der zweiten Druckkammer (119) in der Schließstellung gehalten ist

6. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß das Ventil w (20, 32 bzw. 51, 132) innerhalb des Primärkolbens (10,20 bzw. 110,120) angeordnet ist

7. Hauptbremszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet da3 das Ventil (20,32 bzw. 51,132) innerhalb eines teleskopartig in einem Abschnitt (18 bzw. 118) des Sekundärkolbens (9) angeordneten Abschnittes (20 bzw. 120) des Primärkolbens (10 bzw. 110) angeordnet ist

8. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (32) einen koaxialen Konus (41) aufweist, der mit einer Dichtkante (38) des Ventilgehäuses (20) zusammenwirkt

9. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (51,132) aus einer Kolbenstufe (141) besteht, die mit einer Ringdichtung (52) des Ventilgehäuses (51) zusammenwirkt. .

10. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß der Raum hinter dem Ventilkörper (32 bzw. 132) mit der Nachlauföffnung (5a bzw. VGa) des Hauptbremszylinders (1) in Verbindung steht

11. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß der Ventilkorper (32 bzw. 132) in der Ruhestellung an seinen beiden Enden dem Druck in der Nachlauföffnung (5a bzw. 1053^ ausgesetzt ist

12. Hauptbremszylinder nach Anspruch!!, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (120) gegen die Nachlauföffnung (105a,) durch Verschiebung des Ventilkörpers (132) abdichtbar ist

13. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet daß in an sich bekannter Weise eine Druckfeder (21 bzw. 121) zwischen Primär- und Sekundärkclben innerhalb der zweiten Druckkammer (19 bzw. 119) angeordnet ist

14. Hauptbremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einer Begrenzungsschraube für den zweiten Kolben, dadurch gekennzeichnet daß die in dem Gehäuse (2) angeordnete Begrenzungsschraube (29) in eine Längsnut (30) in der Kolbenmantelfläche des Sekundärkolbens (Abschnitt 18 bzw. 118) mit Spiel eingreift