DE2343750A1 - Primaerabdichtung mit ventilwirkung fuer hauptbremszylinder - Google Patents

Description

Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinheim

Primärabdichtung mit Ventilwirkung für Hauptbrems zylinder

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für Hauptbremszylinder in hydraulischen Bremsanlagen, insbesondere im Automobilbau, die dazu beiträgt, daß nur ein geringer Verschleiß auftritt und somit auch eine geringe Reibung erzielt werden kann.

Es ist bekannt, daß zum überwiegenden Teil aller bekannten Bremszylinder für hydraulische Bremsanlagen der Volumenausgleich in druckloser Stellung über eine Ausgleichsbohrung (Schnüffelloch) erfolgt. Diese Volumenausgleichs-

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bohrung, die zum Ausgleichbehälter führt, ist in der Gehäusewand des Hochdruckraumes angeordnet, in einem Abstand von ca. 1 mm der Dichtlippenstirnseite. Bei jeder Bremspedalbetätigung muß die Manschette über das Loch der Ausgleichsbohrung hinweggleiten. Bei schlagartiger Betätigung des Bremspedals, wie es bei Notbremsungen der Fall ist, bildet sich sofort nach der Kolbenbewegung ein Staudruck. Dieser Staudruck verursacht, daß die Dichtlippe der Manschette in die Ausgleichsbohrung gepresst wird, was leicht zur Beschädigung derselben führen kann. Der dadurch hervorgerufene starke Verschleiß und die Beschädigungen, die an der Dichtlippe auftreten, haben den vorzeitigen Ausfall des Hauptbremszylinders zur Folge, was bei einem Einkreisbremssystem katastrophale Polgen haben kann. Um die Beschädigung bzw. den Verschleiß der Manschette auf ein erträgliches Maß herabzusenken, wird ein relativ hartes Elastomer mit einer entsprechenden Shorehärte verwandt, was allerdings wiederum zu einer unerwünschten Erhöhung der Reibung führt und damit die Leichtgängigkeit des Bremssystems in Frage stellt. Als weiterer Nachteil tritt bei der Verwendung von Manschetten durch die bis jetzt noch unbekannten Strömungserscheinungen am Rücken der Manschette ein erosiver Verschleiß auf, der auf die Dauer ebenfalls zur Zerstörung der Manschette führt. Diesen Verschleißexgenschaften bei Manschetten tritt man in der Hydraulik entgegen, indem man am Rücken der Manschetten einen Backring plaziert, der es verhindert, daß der Manschettenrücken zerstört werden kann. Leider ist es nicht möglich, einen Backring hinter der Manschette im Hauptbremszylinder anzuordnen, weil sonst keine genügende Nachsaugwilligkeit des Bremszylinders gegeben ist.

Durch den immer häufigeren Einbau von servogesteuerten Bremszylindern im Kraftfahrzeugbau verschleißen die ein-

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gebauten Manschetten noch schneller, da schon bei einer leichten Betätigung des Bremspedals entsprechend hohe Staudrücke eintreten und die vorhergehend geschilderten Nachteile auftreten. Um die Manschetten vor erhöhtem Verschleiß und Beschädigungen zu schützen, die hervorgerufen werden durch die Ausgleichsbohrung hat man versucht, die Ausgleichsbohrung durch Ventile zu ersetzen. Durch die notwendigen Ventilbolzen zur Steuerung der Ventile wird die Ansprechzeit der Bremsen nach Betätigung des Bremspedals in unzulässiger Weise verzögert. Außerdem ist eine solche £usführungsart sehr teuer und benötigt einen großen Platzbedarf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu umgehen und eine Abdichtanordnung für einen Hauptbremszylinder zu schaffen, bei dem die zuvor beschriebenen Mängel nicht aaftreten.

Die Aufgabe wurdg gelöst, indem man eine Primärabdichtung für Hauptbremszylinder schuf, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an sich bekannten Abdichtungselementes, dessen Außendurchmesser größer ist als die der Zylinderbohrung, wobei das Abdichtungselement verschiebbar ist und beim Vorhub die Nachfüllbohrung bzw. den Spalt abdichtet.

In den Figuren I -V wird die erfindungsgemäße Primärabdichtung für einen Tandemhauptzylinder dargestellt.

In Figur 7 ist ein herkömmlicher Tandemzylinder im Schnitt dargestellt, bei dem die Punkte A und B die erfindungsgemäße Frimärabdichtung zeigen.

Mit der Fositionszahl 1 ist das Gehäuse des Tandemhauptzylinders bezeichnet. Der Kolben 2 ist mit den Kolben 3 durch ein Verbindungselement k verbunden. Die Rückhol- bzw. Kopplungsfedern 5 und 6 bewirken, daß der Kolben nach

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Betätigung in seine Ausgangsstellung zurückgedrückt wird und am Anschlag 7 zum Anliegen kommt. Der Druckraum 8 und stellt den Bremskreis I und II dar, wobei der Abgang Io zum Bremskreis I und er Abgang 11 zum Bremskreis II angedeutet ist. Die Dichtungsringe 12 trennen den druckbeaufschlagten von dem drucklosen Raum, über den Anschluß zum Druckausgleichbehälter 13 und I¹I gelangt die Druckflüssigkeit in den drucklosen Nachfüllraum 15 und 16, durch die Nachfüllbohrung 17 und 18 in den Hochdruckraum 8 bzw. 9, der durch das Dichtungselement (O-Ring) 19 und 2o durch seine erfindungsgemäße Anordnung den Hochdruckraum von deir. drucklosen Nachfüllraum trennt. Der Einbauraum 21 und 22, in dem sich der Dichtungsring axial verschieben kann, wird durch den gelochten Federteller 23 und 2¹I begrenzt.

In Figur II ist die Einzelheit A die erfindungsgemäße Primärabdichtung in Lösestellung, d.h. in ihrer Ausgangsposition dargestellt. Wie ersichtlich, kann dabei ein Volumenausgleich stattfinden, wie z.B. wenn durch Erwärmung der Bremsen die Bremsflüssigkeit sich in den Bremszylindern erwärmt und ausdehnt. Diesem Volumenausgleich, der bei der Lösestellung eintritt, muß unbedingt Rechnung getragen werden, da sonst durch die Volumenvergrößerung die Bremszylinder die Bremsbacken zum Anliegen bzw. Schleifen bringen würden. Bei der herkömmlichen Primärabdichtung im Bremszylinder wird durch das sogenannte Schnüffelloch, das für einen Volumenausgleich sorgt, Rechnung getragen. Allerdings müssen dabei die Nachteile wie Manschettenverschleiß in Kauf genommen werden. Erfindungsgemäß findet ein Volumenausgleich im Druckraum 8 durch die Löcher des gelochten Federhaltetellers 23 über einen Spalt 26 durch die Nachfüllbohrung 17 in den drucklosen Nachfüllraum 21, der mit dem Nachfüllbehälter in Verbindung steht, statt.

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Die Spaltbreite 26 wird durch die Kurve und den Einbauraum, in dem sich aer Dicnturigsring axial verschieben kann, gebildet.

In Figur III wird der Beginn des Druckaufbaues beim Vorhub festgehalten, d.h. die Phase, die eintritt kurz nach Berührung des Bremspedales. Dabei bewegt sich der Kolben 2 bei Überwindung der Federkraft, die ausgeübt wird von der Rückholfeder 5· Der Dichtungsring 19, der ein Übermaß gegenüber der Zylinderbohrung aufweist, bleibt in dieser Phase in seiner Ruhelage, bis der Kolben 2, der im Bereich des Einbauraumes ballig gedreht ist, den Dichtungsring 19 berührt. Da jetzt der Spalt für den Druckausgleich durch den Dichtungsring verschlossen ist, kann jetzt ein Druckaufbau beginnen, der notwendig ist, um die Bremsbacken an die Bremsen anzupressen.Der Leerweg des Kolbens 2, der sich ergibt aus der Lösestellung, d.h. aus der Stellung, wo der Dichtungsring 19 am gelochten Federteller 23 anliegt, bis zu der Stelle, wo der Kolben 2 den Spalt 26 verschließt, ist gleich oder kleiner als der Schnüffellochleerweg bei der bisherigen Konstruktion. Je kleiner der Leerweg gehalten werden kann, umso kürzer ist die Ansprechzeit der Bremsen.

In Figur IV wird der Ausschnitt der erfindungsgemäßen Frimärabdichtung beim Vorhub, d.h. bei der vollen Druckbelastung wiedergegeben. Der Dichtungsring 19 hat sich bei dieser Stellung durch den Druck, der in dem Druckraum 8 aufgebaut ist, in den sich verengenden Spalt des Einbauraumes gezwängt und dichtet somit hermetisch den üruckraum von dem drucklosen Nachfüllraum 15 ab. Der Dichtungsring ist in diesem Beispiel als O-Ring dargestellt, wobei sich der O-Ring dem entsprechend verengenden Einbauraum deformiert.

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In Figur V wird die erfindungsgemäße Primärabdichtung des Ausschnittes A von Figur I beim Rückhub, d.h. beim Entlasten des Bremspedales wiedergegeben. Nach erfolgter Bremsung, d.h. bei Entlastung des Bremspedals wird der Kolben 2 durch die Rückholfeder 5 in seine Ausgangsstellung zurückgedrückt. Der Dichtungsring 19 bleibt zu Beginn des Bewegungsvorganges des Kolbens 2 an der Zylinderbohrung haften und gibt somit einen Spalt zum Volumenausgleich frei, der bei Überwindung des notwendigen Leerweges seine max. Breite erreicht. Durch diesen Spalt kann jetzt das z.B. beim Entlüftungsvorgang des Bremssystems zu ersetzende Flüssigkeitsvolumen nachgesaugt werden. Im weiteren Bewegungsablauf beim Rückhub des Kolbens 2 in seiner Ruhestellung wird der Dichtungsring 19 durch den gelochten Federteller 21 an der Zylinderbohrung mitverschoben und entspricht der Ausgangsstellung wie in Figur II gezeigt. In der Lösestellung ist der Ringspalt 26 unter dem Dichtungsring 19 immer offen, so daß sich die Bremsflüssigkeit bei Erhitzung vom Bremssystem in den Vorratsbehälter ausdehnen kann.

Eine vorteilhafte Gestaltung des Einbauraumes 21 wäre eine Schräge anstelle der Kurve, die auf den Kolben angebracht ist und dafür sorgt, daß sich der Einbauraum 21 in Richtung der Nachfüllbohrung 17 verengt. Auch ein zylindrischer, sich nicht verengender Einbauraum ist vorstellbar, wenn die Gewähr gegeben ist, daß der Kolbendurchmesser im Bereich des Einbauraumes kleiner ist als der des Innendurchmessers des Dichtungsringes. Um die Dichtigkeit zu garantieren, muß der Dichtungsring aus einem elastischen Material bestehen. Die Form des Ringes ist variabel und könnte z.B. aus einem Quadring oder einem Trapezring, oder wie in dem Beispiel beschrieben, vorzugsweise aus einem O-Ring bestehen.

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Claims (5)

1. Patentansprüche:

   IJ Primärabdichtung für Hauptbremszylinder, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an sich bekannten Abdichtungselementes, dessen Aussendurchmesser größer ist als der der Zylinderbohrung, wobei das Abdichtungselement axial verschiebbar ist und beim Vorhub die Nachfüllbohrung und/oder Spalt verschließt und abdichtet.
2. 2. Primärabdichtung für Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtungselement ein O-Ring ist.
3. 3. Primärabdichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung des Einbauraumes durch eine Schräge erreicht wird.
4. 4. Primärabdichtung für Hauptbremszylinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung des Einbauraumes durch eine Kurve erreicht wird.
5. 5. Primärabdichtung für Hauptbremszylinder, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an sich bekannten Abdichtungselementes, dessen Aussendurchmesser größer ist als der der Zylinderbohrung und in dessen Bereich der Kolbendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Abdichtungselementes, wodurch ein Ringspalt zum Volumenausgleich im Rückhub bzw. bei der Lösestellung gegeben ist.

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