DE2335530C2 - Hauptzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Nachfüllkanal für die Druckkammern eines Hauptzylinders läßt sich mit Hilfe von Plattenventilen oder dgl. steuern. Hieraus ergeben sich verschiedene Vorteile, u. a. verkürzt sich die axiale Einbaulänge des Hauptzylinders, und der Verschleiß der Dichtungen wird verringert Die Verschlußkörper der Ventile werden dabei üblicherweise unmittelbar durch den Kolben selbst betätigt Derartige Hauptzylinder, die der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Bauart entsprechen, sind aus den US-PSen 25 52 033 und 28 80 584 sowie der FR-PS 20 37 352 bekannt Die Betätigung des Verschlußkörpers durch den Kolben selbst hat den Nachteil, daß das Ventil erst nach einer relativ langen

Verschiebung des Kolbens schließt, d. h. der minimal erforderliche Totgang des zugeordneten Kolbens vor Verschließen des Ventils ist verhältnismäßig groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptzylinder der cngegebenen Art zu schaffen, bei

dem der Nachfüllkanal aufgrund einer sehr kurzen Verschiebung des Kolbens aus seiner Ruhelage heraus verschlossen wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Haupt-

. _ zylinder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 wiedergekennzeichnet, daß der Betätigungshebel ein strei- 55 gebenen Art dadurch gelöst, daß das Ventil durch eine '" '" plattenförmiges Bauteil aus elastischem unmittelbar am Verschlußkörper angreifende Schubstange geöffnet wird und daß die Schubstange über einen ausschließlich durch den Kolben betätigbaren Hubwegverstärker, der am Gehäuse seinen Festpunkt 60 besitzt, mit dem Kolben verbunden ist, derart, daß das Ventil bei der Kolbenbetitigung in Arbeitsrichtung geschlossen wird, indem die Schubstange um eine Strecke verschoben wird, die größer als und proportional zum Hubweg des Kolbens relativ zum Gehäuse ist
65 Durch die vorstehend beschriebene Ausgestaltung

fen-oder
Material ist

6. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 5 in Tandem-Bauweise, bei dem in der Blindbohrung ein Betätigungskolben und ein Schwimmkolben angeordnet sind, die zwei voneinander getrennte Druckkammern begrenzen, welche über Nachfüllkanäle 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) des Hauptzylinders kann die Ventilbetätigung des Nachfüllkanals bereits durch sehr kurze Kolbenverschiebungen erfolgen. Damit werden die mit einer direk-

ten Betätigung des Verschlußkörpers durch den Kolben verbundenen Nachteile vermieden.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die US-PS 36 38 528 verwiesen, in der eine in Verbindung mit einem Hauptzylinder eingesetzte hydraulische Servovorrichtung beschrieben ist, bei der ein Verschlußkörper eines Ventils durch eine Schubstange betätigbar ist, die über einen Hubwegverstärker mit einem Kolben verbunden ist, so daß bei Verschiebung des Kolbens aus seiner Stellung heraus die Schubstange um eine Strecke verschiebbar ist, die größer als und proportional zu einem relativen Hubweg des Kolbens ist Hierbei handelt es sich jedoch nicht wie beim Erfindungsgegenstand um einen Hauptzylinder. Ferner handelt es sich bei dem relativen Hubweg des Kolbens im bekannten Falle um die Relatiwerstellung zwischen dem Kolben und einem weiteren Glied, während es sich bei der Erfindung um den relativen Kolbenweg zwischen dem Kolben und dem GehSuse handelt Erfindungsgemäß wird das Ventil durch die Schubstange im geöffneten Zustand gehalten, und der Hubwegverstärker, der am Gehäuse seinen Festpunkt besitzt, wird ausschließlich durch den Kolben betätigt

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstanaes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung, die einen Längsschnitt durch einen Hauptzylinder zeigt, beschrieben.

Der gezeigte Hauptzylinder umfaßt ein mit einer Blindbohrung 12 versehenes Gehäuse 10, innerhalb der ein Betätigungskolben 14 und ein Schwimmkolben 16 gleitend und dichtend angeordnet sind und zwei in der Blindbohrung 12 liegende Druckkammern 18, 20 begrenzen.

Der Hauptzylinder kann in der Zweikreis-Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein. In diesem Fall ist der Betätigungskolben 14 vorzugsweise mit dem nicht-gezeigten Kraftfahrzeug-Bremspedal 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 14 und 16 in der Blindbohrung 12 nach außen. Die Ruhestellung des Betätigungskolbens 14 ist durch einen gehäusefesten Anschlag 26 festgelegt, während die (in der Zeichnung gezeigte) Ruhestellung des Schwimmkolbens 16 durch die Relativkräfte der beiden Rückstellfedern 22,24 bestimmt wird.

Eir. Doppelbehälter 28 für die Bremsflüssigkeit ist mit Hilfe eines Schraubstopfens 30 am Gehäuse 10 befestigt Der Behälter ist aus elastomerem Material gefertigt und besteht aus einem Gehäuse 32, an dessen Boden ein Rohrstutzen 34 ausgebildet ist, der über einen Gummiring 36 mit einer im Stopfen ausgebildeten Bohrung 35 zusammenwirkt, sowie einer über Stege 40 mit dem Gehäuse 32 verschweißten Schale 38, an deren Boden ein Rohrstutzen 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 P.ohrung 48 verbunden, die parallel zur Hauptbohrung 12 'tn Gehäuse ausgebildet ist. F.ine Schubstange 50 mit zwei ringförmigen Ansätzen 52,54, die gleitend und dichtend in der Bohrung 48 angeordnet sind, bildet mmit der Innenwand der Bohrung 48 eine Kammer 5β, 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 62 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 Teil des Behälters in Verbindung steht

In der Kammer 62 ist ein übliches Kippventil mit einem kippbaren Verschlußkörper 70 angeordnet Dieses Ventil steuert den Strömungsmittalstrom durch die Öffnung 66. Der Verschlußkörper 70 ist scheibenförmig ausgebildet, und vermag dichtend mit dem Ende der Bohrung 60 zusammenzuwirken, au^r welches er durch eine Schraubenfeder 72 gedrückt wird. De? Ventilkörper 70 wird durch einen Ventilstößel 74 betätigt, dessen freies Ende sich in die Nebenbohrung 48 erstreckt, wo es mit der Schubstange 50 in der nachfolgend beschriebenen Weis? 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 5ö und dem Ende der Bohrung 48 liegt Ein abgewinkelter Kanal 80 verbindet die Kammer 78 mit einem Ringraum 82, der durch eine im Stopfen 30 und der Wandung der Gewindebohrung 58 ausgebildete Nut 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 Gummiring 36 und der Umfangsfläche der Bohrung 35 liegt Der Ringraum 86 steht somit mit dem zwischen dein Gehäuse 32 und der Schale 38 liegenden Teil des Behälters in Verbindung.

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

Die Schubstange 50 erstreckt sich mit ihrem inneren Ende in die Kammer 78 und endet in einem flachen Kopfstück 88, auf dem ein konischer Ventilkörper 90 aus Gummi 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) Ausfc'.iriage, wenn der Nachfüllkanal für die Druckkammer 20 geöffnet ist

Das Ventil mit dem kippbaren Verschlußkörper 70 wird von dem Kolben 14 über einen Hubwegverstärker 92 betätigt, der aus einem schwenkbaren Betätigungshebei besteht Der Betätigungshebel 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 Betätigungshebel als flexibler Blechstreifen ausgebildet, welcher durch eine Schraube 95 am Gehäuse 10 befestigt ist. Zwischen den Enden des Streifens 92 ist eine Rippe 100 angeordnet, die in der gezeigten Weise mit einer Schulter 102 des Kolbens 14 zu-

sammenwirken 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 Sinne der Zeichnung nach rechts. Das Ende 96 des Blechstreifens 92 ist gabelförmig ausgebildet und liegt an dem erweiterten Kopf des freien Endes 98 der Schubstange 50 an. Infolgedessen wird die Schubstange SO aus der Bohrung 48 in ihre (in der Figur gezeigten) Ruhelage gedrückt, und zwar entgegen der Kraft einer Feder 104, die zwischen dem Ansatz 52 und einem ge-Jiäusefesten Sicherungsring angeordnet ist und im Vergleich zu den Federn 22, 24 eine geringe Federkraft aufweist.

In der Ruhestellung der Schubstange 50 sind die beiden Nachfüllkanäle geöffnet Das Ventil mit dem kippbaren Verschlußkörper 70 ist vom zugehörigen Sitz abgehoben, da das Ende des Ventilstößels 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 Kolben 14 im Sinne der Figur nach links verschoben. Der Blechstreifen 92 wird unter der Kraft der Feder 104 um seinen Festpunkt verschwenkt, so daß seine Rippe 100 weiterhin in Anlage an der Schulter 102 gehalten wird. Zu Beginn des Bremsvorganges ist daher der Hubweg der Schubstange 50 größer als und proportional zum Hubweg des Kolbens 14, und zwar im Verhältnis der wirksamen Länge des Streifens 92 zum Abstand zwischen der Rippe 100 und dem Schwenkpunkt des Hebelendes 94. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt dieser Schwenkpunkt im Sinne der Zeichnung geringfügig oberhalb der Befestigungsschraube 95.

Bei einer Bewegung der Schubstange 50 im Sinne der Figur nach links werden das Ventil mit dem kippbaren Verschlußkörper 70 unter 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, so daß daher bei einer Druckerhöhung in der Druckkammer 20 die die Schubstange 50 aus der Bohrung 48 ausschiebende Druckdifferenzkraft äußerst gering ist und ohne weiteres von der Feder 104 überwunden wird.

Nach dem Verschluß der Nachfüllkanäle hebt sich die Schulter 102 bei einer weiteren Verschiebung des Kolbens 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 von wenigen Millimetern (bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel 2 bis 3 mm). Wegen der Anordnung des Hubwegverstärkers ist der entsprechende Hub des KoI-bens beträchtlich kleiner, nämiich bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem das übersetzungsverhältnis etwa 3 beträgt, in der Größenordnung von 1 mm.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf den beschriebe-

nen Hauptzylinder beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf Hauptzylinder mit einem einzigen Kolben und auf Tandem-Hauptzylinder, bei denen das Nachfüllen der Druckkammern durch zwei Ventile mit jeweils einem, oarch die gleiche Schubstange betätigten, kipp-

baren Verschlußkörper gesteuert wird.

Bei einem weiteren (nicht-gezeigten) Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich auf tinen Servo-Hauptzylinder bezieht, sind der Betätigungskolben und der Betätigungshebel 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.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (7)

to is 25 Patentansprüche:

1. Hauptzylinder mit einem Gehäuse, das mit einer Blindbohrung versehen ist, mindestens einem verschiebbaren Kolben, der gleitend in der Blindbohrung angeordnet ist und mit dieser eine Druckkammer bildet, die an einen Strömungsmitteldruck empfangenden Kreis anschließbar ist, wobei die Druckkammer über einen Nachfüllkanal, der mit einem Ventil mit einem verschwenkbaren Verschlußkörper versehen ist, mit einem Niederdruck-Strömungsmittelbehälter verbunden ist und wobei der Kolben durch eine elastische Einrichtung in eine Normalstellung zurückführbar ist, in der er das öffnen des Ventiles mit dem verschwenkbaren Verschlußkörper bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil durch eine unmittelbar am Verschlußkörper (70) angreifende Schubstange (50) geöffnet wird und daß die Schubstange (50) über einen ausschließlich durch den Kolben (14) betätigbaren Hubwegverstärker (92), der am Gehäuse (10) seinen Festpunkt besitzt, mit dem Kolben (14) verbunden ist, derart, daß das Ventil bei der Kolbenbetätigung in Arbeitsrichtung geschlossen wird, indem die Schubstange (50) um eine Strecke verschoben wird, die größer als und proportional zum Hubweg des Kolbens (14) relativ zum Gehäuse (10) ist

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, bei dem die Schubstange gleitend und dichtend in einer parallel zur Blindbohrung im Gehäuse ausgebildeten Nebenbohrung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper <70) einen kippbaren Ventilstößel (74) aufweist, dessen eines Ende sich in die Nebenbohrung (48) erstreck« *>nd mit der Schubstange (50) zusammenwirkt

3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Hubwegverstärker als Betätigungshebel ausgebildet ist, dessen eines Ende schwenkbar an der Schubstange gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (94) des Hubwegverstärkers (92) am Gehäuse (10) befestigt ist und daß der Kolben (14) mit dem Hubwegverstärker (92) an einer zwischen beiden Enden des Betätigungshebels gelegenen Stelle (100) zusammenwirkt

4. Hauptzylinder nach Anspruch 3, bei dem der Kolben durch Rückstellfedern in seine Normalstellung und die Schubstange durch eine weitere Feder in ihre Schließlage gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) in seiner Normalstellung durch unmittelbare Anlage am Betätigungshebel die Schubstange (50) in Richtung ihrer das Ventil öffnenden Lage drückt

5. Hauptzylinder nach Anspruch 3, dadurch ge

aufweist, welche zwischen sich eine Kammer (56) begrenzen, die einerseits mit der zwischen den beiden Kolben (14, 16) liegenden, ersten Druckkammer (18) und andererseits über das Ventil mit dem kippbaren Verschlußkörper (70) mit dem Strömungsmittelbehälter (28) verbunden ist, und daß die Schubstange (50) an ihrem inneren Ende (88) einen axial bewegbaren Ventilkörper (90) trägt, durch den der Nachfüllkanal (76, 80, 82, 84) für die zwischen dem Schwimmkolben (16) und dem Ende der Blindbohrung (12) gelegene zweite Druckkammer (20) im wesentlichen gleichzeitig mit dem Verschließen des Ventils verschließbar ist

7. Hauptzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (50) an ihrem inneren Ende (88) ein Kopfstück aufweist, auf welchem der aus elastomerem Material bestehende, axial bewegbare Ventilkörper (90) mit Spiel angeordnet ist, welcher zum Verschließen des Nachfüllkanals (76, 80,82, 84) für die zweite Druckkammer (20) dichtend an einen am Ende der Nebenbohrung (48) ausgebildeten Ventilsitz (93) aniegbar ist, wobei eine Druckfeder (94) unter Vorspannung zwischen einer Schulter der Schubstange (50) und dem axial bewegbaren Ventilkorper (90) angeordnet ist