DE2335530A1

DE2335530A1 - Hauptzylinder

Info

Publication number: DE2335530A1
Application number: DE19732335530
Authority: DE
Inventors: Guy Papiau
Original assignee: DBA SA
Current assignee: Bendix France SA
Priority date: 1972-07-12
Filing date: 1973-07-12
Publication date: 1974-01-24
Also published as: IT991102B; DE2335530C2; FR2192247A1; GB1363061A; FR2192247B1

Description

Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. Hauck - Dipl. Phys. W. Schmitt

Dipl. Ing. E. Graalfs · Dipl. Ing. W. Wehnert

8 MOnchen 2. MozartstraBe 25

Telefon 5380586

Societe Anonyme D.B.A. 98 Bd Victor Hugo 92 Clichy, France

12. Juli 1973

Anwaltsakte κ-2733

Hauptzylinder

Die ürfindunj bezieht sich auf einen Hauptzylinder, und insbesondere auf einen Kraftfahrzeug-Hauptbremszylinder.

Der i-iachfüllkanal für die Druclckammern eines Hauptzylinders läßt sich mit Hilfe von Klappenventilen oder dgl. steuern. Hieraus ergeben sich verschiedene Vorteile, u.a. verkürzt sich die axiale .aiinbaulänge des Haupt Zylinders und der Verschleiß der Dichtungen wird verringert.

Die Ventilverschlußkörper v/erden im allgemeinen unmittelbar durch ciie Kolben aes Haupt Zylinders betätigt. Da die Abmessungen eines Verschlußkörpers aus baulichen Gründen nicht unter bestimmte unuere ü-renzen verkleinert werden können, ist der minimal erforcierliche l'otganj des zugeordneten Kolbens vor Verschlieiäen der; Ventil verhältnismäßig groß.

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Um diesen ftachteil au vermeiden, schafft die Erfindung einen Hauptzylinder mit mindestens einem Kolben, der gleitend in einer am einen Ende verschlossenen G-ehäuse-Hauptbohrung angeordnet ist und eine mit einem Druclcmittelverbraucher verbindbare Druckkammer begrenzt, die über einen IMachfüllkanal an einen Niederdruck-Strömungsmittelbehälter angeschlossen ist, wobei im Nachfüllkanal ein Ventil mit einem kippbaren Verschlußkörper vorgesehen ist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verschlußkörper durch eine über einen Hubwegverstärker mit dem Kolben verbundene Schubstange betätigbar ist.

Vorzugsweise ist der Verschlußkörper an einem kippbaren Ventilstößel befestigt, dessen eines Ende in eine parallel zur Hauptbohrung im G-ehäuse ausgebildete Nebenbohrung verläuft und mit der gleitend und aichtend in der Nebenbohrung angeordneten Schubstange zusammenwirkt, und der Hubwegverstärker enthält einen Betätigungshebel, der mit seinem einen Ende an einem gehäusefesten Schwenkpunkt und mit seinem anderen Ende schwenkbar an der Schubstange angebracht ist, wobei der Kolben mit dem Betätigungshebel an einer zwischen dessen beiden Schwenkpunkten gelegenen Stelle zusammenwirkt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, die einen Längsschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten Hauptzylinders zeigt.

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Der gezeigte Hauptzylinder enthält ein Gehäuse- 10, indessen am einen J&ide -verschlossener Hauptbohrung 12 ein Betätigungskorben 14 und ein Tauchkolben 16 gleitend und dichtend angeordnet sind und zwei in der Hauptbohrung liegende Druckkammern 18,20 "begrenzen.

Der Hauptzylinder kann in der Zweikreis-Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein. In diesem ?all ist der Betätigungskolben vorzugsweise mit dem nicht-ge zeigt en Kraft fahrzeug-Br ems-» pedal verbunden, und die Druckkammern 18,20 sind getrennt an zwei übliche, nicht-gezeigte Bremskreise des Fahrzeugs angeschlossen.

Zwei Rückstellfedern 22 und 24 drücken die Kolben in der Haupt-Dohrung 12 nach außen. Die Ruhestellung des Kolbens 14 ist durch einen gehäusefesten Anschlag 26 festgelegt, während die (in der Zeichnung gezeigte) Ruhestellung des Tauchkolbens 16 durch die Relativkräfte der beiden Kompressionsfedern 22,24 bestimmt wird.

Doppelbehälter 28 für die Bremsflüssigkeit ist mit Hilfe eines Schraubstopfens 30 aiii G-ehäuse 10 befestigt. Der Behälter ist; aus elastomerem Material gefertigt und besteht aus einem G-ehäuse 32, an dessen Boden ein Rohrstutzen 34 ausgebildet ist, der über einen G-ummiring 36 mit einer im Stopfen ausgebildeten Bohrung 35 zusammenwirkt, sowie einer über Stege 40 mit dem G-ehäuse 32 verschweißten Schale 38, an deren Boden ein Rohrstutzen

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42 ausgebildet ist, der mit dem unteren Ende der Bohrung 35 über einen Dichtring 44 zusammenwirkt.

Um eine getrennte Strömungsmittelzufuhr zu den Druckkammern · zu ermöglichen, sind im Stopfen 30 und im Gehäuse verschiedene Kanäle und Kammern ausgebildet.

Zunächst wird der Nachfüllkanal für die Druckkammer 18 beschrieben. Diese Druckkammer ist über einen Kanal 46 mit einer Bohrung 48 verbunden, die parallel zur Hauptbohrung 12 im Gehäuse ausgebildet ist. Eine Schubstange 50 mit zwei ringförmigen Ansätzen 52,54» die gleitend und dichtend in der Bohrung angeordnet sind, bildet mit der Innenwand der Bohrung 48 eine Kammer 56, die ständig mit der Druckkammer 18 in Verbindung steht, unabhängig von der Lage der Schubstange 50 in der Bohrung 48.

Ferner ist der Stopfen 30 in einer Gewindebohrung 58 des Gehäuses befestigt. Im Stopfen 30 ist eine abgestufte Bohrung 60 ausgebildet, die zum Ende der Gewindebohrung 58 hin geöffnet ist und mit dieser eine zweite Kammer 62 begrenzt. Die Kammer ist über eine Öffnung 64 mit der Kammer 56 und über eine Öffnung 66 mit dem Mittelabschnitt der Bohrung 35 verbunden, welcher infolge der Anordnung des Dichtrings 44 mit dem innerhalb der Schale 38 liegenden 'i'eil des Behälters in Verbindung steht.

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In der Kammer 62 ist ein übliches Kippventil mit einem kippbaren Verschlußkörper 70 angeordnet. Dieses Ventil steuert den Strömungsmittelstrom durch die Öffnung 66. Der Verschlußkörper 70 ist scheibenförmig ausgebildet und vermag dichtend mit dem Ende der Bohrung 60 zusammenzuwirken, auf welches er durch eine Schraubenfeder 72 gedruckt wird. Der Ventilkörper 70 -wird durch einen Ventilstößel 74 betätigt, dessen freies Ende in die Bohrung 48 verläuft, wo es mit der Schubstange 50 auf die unten beschriebene Weise zusammenwirkt.

Nunmehr wird der Nachfüllkanal für die Druckkammer 20 beschrieben, Diese Druckkammer ist über einen Kanal 76 mit einer Kammer 78 verbunden, welche zwischen dem Ansatz 54 der Schubstange und dem Ende der Bohrung 48 liegt. Ein abgewinkelter Kanal 80 verbindet die Kammer 78 mit einem Kingraum 82, der durch eine im Stopfen 30 und der Wandung der Gewindebohrung 58 ausgebildete Hut begrenzt wird. Der Ringraum 82 steht über einem Kanal 84 im Stopfen 30 mit einem weiteren Ringraum 86 in Verbindung, der zwischen den beiden Rohrstutzen 34 und 42, dem Grummiring 36 und der Umfangsfläche der Bohrung 35 liegt. Der Ringraum 86 steht somit mit dem zwischen dem G-ehäuse 32 und der Schale 38 liegenden Teil des Behälters in Verbindung.

Wie gezeigt, sind die beiden ftachfüllkanäle für die Druckkammern natürlich durch Dichtungen voneinander getrennt.

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Die Schubstange 50 erstreckt sich mit ihrem inneren Ende in die Kammer 78 und endet in einem flachen Kopfstück 88, auf dem ein konischer Grummiventilkörper 90 mit axialem Spiel angebracht ist. Der Ventilkörper 90 vermag sich derart an das Ende 93 der Bohrung 48 anzulegen, daß die Verbindung mit dem Kanal 80 verschlossen wird. Eine Druckfeder 94 hält die Totgangverbindung zwischen dem konischen Ventilkörper 90 und dem Kopfstück 88 in der (in der Figur gezeigten) Ausfahrlage, wenn der Nachfüllkanal für die Druckkammer 20 geöffnet ist.

Das Ventil mit dem kippbaren Verschlußkörper 70 wird von dem Kolben 14 über einen Hubwegverstärker betätigt, der in erster Linie aus einem Schwenkhebel 92 besteht. Der Schwenkhebel 92 ist an seinem einen Ende 94 schwenkbar mit dem Gehäuse und an seinem anderen Ende 96 schwenkbar mit dem freien Ende 98 der Schubstange 50 verbunden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schwenkhebel als flexibler Blechstreifen ausgebildet, welcher durch eine Schraube 95 am G-ehäuse 10 befestigt ist. Zwischen den Enden des Stx*ei±'ens 92 ist eine Rippe 100 angeordnet, die in der gezeigten vi/eise mit einer Sclmlter 102 des Kolbens 14 zusammenwirken kann. Wenn sich der Kolben 14 unter der Kraft der Rückstellfedern 22 und 24 in seiner Ruhelage befindet, drückt er das Ende 96 des Blechstreifens 92 im üiime der Zeichnung nach rechts. Das Ende 96 des Blechstreifens 92 ist gabelförmig ausgebildet und lie ^t an dem erweiterten Kopf dec freien Endes 98 der Schubstange 50 an. Infolgedessen, wird die Schub-

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stange 50 aus der Bohrung 48 in ihre (in der Figur gezeigte) Ruhelage gedrückt, und zwar entgegen der Kraft einer Feder 104, die zwischen dein Ansatz 52 und einem gehäusefesten Sicherungsring angeordnet ist und im Vergleich zu den Federn 22,24 eine geringe Federkraft aufweist.

In der liulies teilung der Schubstange 50 sind die beiden Haehi'üllkanäle geöffnet. !Das Ventil mit dein kippbaren Verschlußkörper 70 istvom zugehörigen Sitz abgehoben, da das Ende des VentilstöiBels 74 an einer Schulter 106 anliegt, welche an.dem die Ansätze 52 und 54 miteinander verbindenden Abschnitt der Schubstange 50 ausgebildet ist.

Bei Betätigung des HauptZylinders wird der Betätigungskolben 14 im Sinne der Figur nach links verschober, l>er Blechstreifen 92 verschwenkt unter de?? juraft der Feder I04 um seinen Schwenkpunkt, so daß seine Rippe 100 weiterhin in Anlage an der Schulter 102 gehalten wird. Zu Beginn des Bremsvorgahges ist daher der Kubweg der Schubstange 50 größer als und proportional zum Hubweg des Betätigungskolbens 14, und zwar im Verhältnis der v/irksamen .Länge des Streifens 92 zum Abstand zwischen der Kippe 100 und dein. Sehwenkpunkt des Hebelendes 94· Bei dem gezeigten Ausführunrrsbeispiel liegt dieser Schwenkpunkt im Sinne der Zeichnung ^eringfügi;: oberhalb der Befestigungsschraube 95.

Bei einer Bewegung der Schubstange 50 im Sinne der Figur nach links werden uas Ventil mit dem kippbaren. Ventilkörper 70 unter

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der kraft der Schließfeder 72 sowie der konische Ventilkörper 90 geschlossen. Da die Druckangriffsflächen der beiden Ansätze 52 und 54 gleich groß sind, ist die Schubstange 50 bezüglich ihrer Druckbeaufschlagung von der Druckkammer 18 her druckausgeglichen. Außerdem entspricht der Außendurchmesser des konischen Ventilkörpers 90 weitgehend dem Innendurchmesser der Bohrung 48, und bei einer Druckerhöhung in der Druckkammer 20 ist daher die die Schubstange 50 aus der Bohrung 48 ausschiebende Druckdifferenzkraft äui3erst gering und wird ohne weiteres von der Jj'eder 104 überwunden.

Nach dem Verschluß der Nachfüllkanäle hebt sich die Schulter bei einer weiteren Verschiebung des Betätigungskolbens 14 von der Rippe 100 ab, wodurch eine Beschädigung des Hubwegverstärkers unterbunden wird. Wenn die minimalen, fertigungsbedingten Abmessungen des Ventils mit dem kippbaren Verschlußkörper 70 eingehalten werden, liegt der zum Schließen des Ventils erforderliche Schubstangenhub in der Größenordnung τοη wenigen Millimetern (bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel 2 bis 3 mm). Wegen der Anordnung des Hubwegverstärkers ist der entsprechende Hub des Kolbens beträchtlich kleiner, nämlich bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel,bei dem das übersetzungsverhältnis etwa 3 beträgt, in der Größenordnung von 1 mm.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf den beschriebenen Hauptzylinder beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf Haupt-

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zylinder mit einem einzigen Kolben und auf Tandem-Hauptzylinder, bei denen das Nachfüllen der Druckkammern durch zwei Ventile mit jeweils einem, durch die gleiche Schubstange betätigten, kippbaren Verschlußkörper gesteuert wird.

Bei einem weiteren (nicht-gezeigten) Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich auf einen Servo-Hauptzylinder bezieht, sind der Betätigungskolbeii und der Schwenkhebel der Betätigungskammer eines Servomotors zur Bremskraftverstärkung zugeordnet. In diesem Fall dient die durch den Strömungsmitteldruck in der Betätigungskammer erzeugte Kraft dazu, die Schubstange während der Betätigung des HauptZylinders in der Schließlage zu halten.

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Claims

Patentanwälte Dr. Ing. H. Negendank DIpI. Ing. H. Haück · Cicl Phys. W. Schmitt „ Λ . DIpI. Ing. E. Graalfs-Dipi. l«-g. VY. Wehnert Societe Anonyme D.B.A. β MUndi·« 2. Mesart^afla 25 „„„,„. „ Telefon 5380586 Bd Victor Hugo Clichy, France 12. Juli 1973 Anwaltsakte M-2733 Pat entansprüche

1.) Hauptzylinder mit mindestens einem Kolben, der gleitend in einer am einen Ende verschlossenen Gehäuse-Hauptbohrung angeordnet ist und eine mit einem Druckmittelverbraucher verbindbare Druckkammer begrenzt, die über einen Nachfullkanal an einen Niederdruck-Strömungsmittelbehälter angeschlossen ist, wobei im Nachfüllkanal ein Ventil mit einem kippbaren Verschlußkörper vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (70) durch eine über einen Hubwegverstärker (92) mit dem Kolben (H) verbundene Schubstange (50) betätigbar ist.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (70) an einem kippbaren Ventilstößel (74) befestigt ist, dessen eines Ende in eine parallel zur Hauptbohrung (12) im G-ehäuse (10) ausgebildeten Nebenbohrung (48) verläuft und mit der gleitend und dichtend in der

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. Webenbohrung angeordneten Schubstange (50) zusammenwirkt, und dai3 der Hubwegverstärker einen Betätigungshebel (92) enthält, der mit seinem einen Ende (94) an einem gehäusefesten Schwenkpunkt und mit seinem anderen Ende schwenkbar an der Schubstange angebracht ist, wobei der Kolben (14) mit dem Betätigungshebel (92) an einer zwischen dessen beiden Schwenkpunkten gelegenen Stelle (100) zusammenwirkt.

5. Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kplben (14) durch Rückstellfedern (22,24) in eine normale Ruhestellung gedruckt ist,.in der der Kolben (14) durch unmittelbare AnIIage am Betätigungshebel (92) die Schubstange (50) in Richtung ihrer' das Ventil mit dem kippbaren Verschlußkörper (70) öffnenden Schaltlage drückt, und daß die Schubstange (50) durch eine weitere JPedereinrichtung (105) in ihre Schließlage gedruckt wird.

4. Hauptzylinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (92) ein am Gehäuse (10) befestigtes, streifen- oder plattenförmiges Bauteil aus elastischem Material ist.

5. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, in Tandem-Bauweise, bei dem in der Hauptbohrung ein Betätigungskolben und ein Schwimmkolben angeordnet sind, die zwei voneinander getrennte Druckkammern begrenzen, welche über Nachfüllkanäle

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mit dem Strömungsmittelbehälter verbunden sind, dadurch . gekennzeichnet, daß die Nebenbohrung (48) als im Zuge beider Nachfüllkanäle angeordnete Senkbohrung ausgebildet ist und die gleitend in der Nebenbohrung (48) angeordnete Schubstange (50) zwei ringförmige Dichtansätze (52,54) aufweist, welche zwischen sich eine Kammer (56) begrenzen, die einer_seits mit der zwischen den beiden Kolben (14,16) liegenden, ersten Druckkammer (18) und andererseits über das Ventil mit dem kippbaren Verschlußkörper (70) mit dem Strömungsmittelbeliälter (28) verbunden ist, und daß die Schubstange (50) an ihrem inneren Ende (88) einen axial bewegbaren Ventilkörper (90)tragt, durch den der Nachfülliianal (76,80,82,84) für die zwischen dem Schwimmkolben (16) und dem Ende der Hauptbohrung (12) gelegene, zweite Druckkammer (2ü) im wesentlichen gleichzeitig mit dem Verschlies· sen des den kippbaren Verschlußkörper (70) aufweisenden Ventils verschließbar ist.

o. hauptzylinder nach Anspruch 5, daciurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (50) an ihrem inneren Ende (8ü) ein kopfstück aufweist, auf welchem der aus elastomerem Material bestehende, axial bewegbare Venjilkörper (90) mit Spiel angeordnet ist, welcher zürn Verschließen des ^tachfüllkanals (76,80,82,34) für die zweite Druckkammer (2ü) dichtend an einen am Ende der Hebenbohrung (48) ausgebildeten Ventilsitz (92) anlegbar ist, wobei eine Druckfeder (94) unter

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Vorspannung zwischen einer Schulter der Schubstange (50) und dem axial "bewegbaren Ventilkörper (90) angeordnet ist.

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