DE2362350C2 - Hauptzylinder für zwei getrennte hydraulische Kreise - Google Patents

Description

Die Erfindung betraft einen Hauptzylinder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Hauptzylinder dieser Art ist aus der US-PS 36 98 190 bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion wird bei einem Versagen eines Bremskreises der tote Bremspedalweg bei Betätigung des anderen Kreises dadurch auf einem Minimum gehalten, daß ein in der Verbindung zwischen der Bohrung, in der der zweite Ko'ben angeordnet ist, und dem Strömungsmittelspeicher vorgesehenes Absperrventil nicht geöffnet wird, so daß der zweite Kolben durch den in der Bohrung aufgebauten Druck an einer Rückwärtsbewegung

ίο gehindert wird und in seiner ausgefahrenen Stellung verbleibt. Der zweite Kolben stellt dabei eine mechanische Verbindung mit einem die Druckkammer für den zweiten Bremskreis beaufschlagenden Kolben her, so daß der tote Weg des Steuergliedes bei Betätigung des anderen Kreises wesentlich vermindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptzylinder der angegebenen Art zu schaffen, bei dem bei Versagen eines Bremskreises der tote Bremspedalweg bei Betätigung des anderen Kreises dadurch auf einem Minimum gehalten wird, daß der entsprechende Kolben auf hydraulische Weise blockiert wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Wenn bei der erfindungsgemäßen Konstruktion in der ersten Druckkammer ein Druckabfall infolge des Versagens des zugehörigen Bremskreises auftritt, findet eine Bewegung des ersten Kolbens und des Ventilkörpers des Absperrventiles in Schließrichtung statt, bis der Ventilkörper am zugehörigen Ventilsitz anliegt. Die elastische Einrichtung hält dabei den Ventilkörper in Anlage an dem Ventilsitz. Das Strömungsmittel ist somit in der ersten Kammer eingefangen, so daß eine weitere Bewegung des ersten Kolbens auf hydraulischem Wege blockiert wird. Der andere Bremskreis bleibt trotz der Unbeweglichkeit des ersten Kolbens weiterhin funktionstüchtig, ohne daß der Fahrzeuglenker das Bremspedal plötzlich durchdrücken kann. Eine plötzliche Druckänderung in der zweiten Druckkammer und eine ruckartige Betätigung der entsprechenden Bremsen werden vermieden.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung, die einen Längsschnitt durch einen Servohauptbremszylinder für eine Zweikreisbremsanlage eines Fahrzeuges

zeigt, näher erläutert.

Der Hauptzylinder weist ein Gehäuse 10 mit zwei parallelen Bohrungen 12,14 auf, die beide in eine durch einen Deckel 18 verschlossenen Hohlraum 16 führen. Ein erster Kolben 20 in der Bohrung 12 bildu mit dem Boden 24 dieser Bohrung zusammen eine erste Druckkammer 22 und mit dem Hohlraurr 16 zusammen eine zweite Druckkammer 26. Die zwei Druckkammern 22, 26 sind über erste und zweite Auslässe 28, 30 mit zwei unabhängigen (nicht dargestellten) Bremskreisen verbunden.

Der Hauptzylinder weist ein Absperrventil 32 für den Strömungsmitteldurchgang über den Auslaß 28 der ersten Druckkammer 22 auf. Das Absperrventil 32 besteht aus einem Ventilkörper und einem am Boden der Bohrung vorgesehenen Ventilsitz 34. Wie die Figur zeigt, weist der Ventilkörper ein tassenförmiges, gummielastisches Teil 36 auf, das den Eingang 38 der die DrucKkammer 22 mit dem Auslaß 28 verbindenden Durchführung umschließen kann. Außer, daß das gummielastische Teii eine gute Abdichtung bei geschlossenem Ventil vermittelt, kann damit auch die wirksame Fläche des Absperrventils wunschgemäß geändert werden.

Der Ventilkörper ist im Gehäuse mittels einer zurückziehbaren elastischen Verbindung angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Ventilkörper an einer Kolbenstange 39 eines zweiten Kolbens 40 befestigt, der strömungsmitteldicht und verschiebbar in einer blinden Längsbohrung 42 des ersten Kolbens 20 angeordnet ist. Die Bohrung 42 ist natürlich zur ersten Druckkammer 22 hin geöffnet. Der zweite Kolben 40 und das Ende der Bohrung 42 bilden zusammen einen Hohlraum 44, der über radiale öffnungen 46 mit einem ringförmigen Raum 48 zwischen den abdichtenden Bunden 50, 52 des ersten Kolbens 20 in Verbindung steht. Der Raum 48 steht normalerweise über einen Durchgang 53 mit einer Öffnung 70 in Verbindung, die an einen (nicht gezeigten) Vorratsbehälter für das unter niedrigem Druck ;im allgemeinen Atmosphärendruck) stehende Strömungsmittel angeschlossen ist, so daß ggf. die erste Druckkammer 22 über Kanäle 54 und durch das elastische Abheben einer tassenförmigen Dichtung 56 wieder aufgefüllt werden kann.

Die zurückziehbare, elastische Verbindung weist auch eine sich am Ende der Bohrung 42 abstützende elastische Einrichtung (Feder) 58 auf, die den zweiten Kolben 40 aus dieser Bohrung gegen eine relativ zum ersten Kolben 20 fixierte Schulter 60 direkt. Die Schulter ist an einer Manschette 62 ausgebildet, wobei > <> das Stück 64 ihres Umfangs sowohl einen Anschlag für eine Rückstellfeder 66 des Kolbens 20 bildet als auch die elastische Dichtung 56 hält.

Die Rückstellfeder 66, die auch am Gehäuse abgestützt ist, drückt den ersten Kolben 20 in di: in der v. Figur gezeigte Ruhestellung, in der er an einem mit dem Gehäuse verschraubten Anschlag 67 anliegt. In dieser Ruhestellung, wenn die Bremsen des Fahrzeuges gelöst sind, ist das Absperrventil offen, und der Ventilkörper ist um einige Millimeter von seinem Ventilsitz abgehoben, da der anfängliche Druck der Feder 66 in diesem Fall größer als der der elastischen Einrichtung 58 ist.

Der zweite Kolben 40 spricht auf den Strömungsmitteldruck in der ersten Druckkammer 22 an und steuert so den Ventilkörper. Um die auf den Ventilkörper ausgeübten Drücke auszugleichen, ist der wirksame Querschnitt B des Kolbens 40 im wesentlichen gleich dem wirksamen Querschnitt A cies Absperrventils 32.

Der hier beschriebene Servohzuptbremszylinder bekommt das Strömungsmittel über einen Einlaß 68 von einer (nicht dargestellten) Druckquelle, 7. B. von einem Sammler, und gibt es durch die Öffnung 70 ab, an der der Vorratsbehälter angeschlossen ist. Da eine derartige Bremshilfe bereits in der FR-PS 14 36 608 beschrieben ist, wird sie hier nicht im einzelnen erläutert.

Der Druckanstieg in der zweiten Druckkammer 26 wird von einem Kolbenventil 72 bestimmt das in einer innerhalb der Bohrung 14 fixierten Buchse 73 angeordnet ist. Das Ventil 72 wird in Abhängigkeit von der Relativbewegung des ersten Kolbens 20 und eines mit dem Bremspedal verbundenen Steuerglieds 76 durch eine Vorrichtung 74 bewegt. Ein Ende 92 des Steuerglieds 76 erstreckt sich in die zweite Druckkammer 26 und ist mit einem Einschnitt 93 für die Aufnahme der Teile der Vorrichtung 74 versehen. Zwecks klarer Darstellung ist nur die eine Hälfte des Endes 92, teilweise in gestrichelten Linien, in der Figur gezeigt. Die Vorrichtung 74 besteht im wesentlichen aus einem Arm 78, von dem ein Ende 80 gabelförmig ausgebildet ist und an einem Element 82 drehbar gelagert ist und von dem das andere Ende auf einem Drehzapfen 83 im Steuerglied 76 angeordnet ist, und aus einem Doppelfühler 84, dessen Enden mit dem Ventil 72 und dem ersten Kolben 20 zusammenwirkende Steuerflächen aufweisen. Der Doppelfühler ist über einen Bolzen 86 im Arm 78 schwenkbar. Bei normaler Bremsunterstützung ist die Stellung des Elements 82, das auf einer am Deckel 18 befestigten Stangs 88 verschiebbar ist. relativ zum Gehäuse fixiert. Eine Feder 90 drückt das Element 82 gegen einen Sprengring am freien Ende der Stange 88.

Wenn sich der Hauptbremszylinder in der Ruhestellung befindet, wie es in der Figur dargestellt ist. sind die Bremsen des Fahrzeuges gelöst.

Wenn die Bremshilfe normal funktioniert, bewirkt eine bestimmte Verschiebung des als Schubstange ausgebildeten Steuerglieds 76 eine bestimmte Verschiebung des ersten Kolbens 20. und die beiden Druckkammern 22, 26 werden unter Druck gesetzt. Das Hubverhältnis zwischen dem Steuerglied 76 und dein ersten Kolben 20 ist in diesem Fall ein wenig kleiner als 1, da der Kolben sich schneller als das Steuerglied bewegt. Dieses Hubverhältnis ist abhängig vom Verhältnis der Hebelarme des Arms 78 (d. h. von der Lage des Drehpunkts 68 relativ zu den Enden 80, 81) und vom Verhältnis der Hebelarme des Doppelfühlers. Im Falle eines Versagens der Bremshilfe, z. B. infolge eines Bruchs in dem mit der zweiten Druckkammer 26 verbundenen Bremskreis oder infolge eines Verkiemmens des Kolbenventils 72, wird die Feder 90 zusammengedrückt, womit die Vorrichtung 74 zurückgeführt werden kann, ohne daß, wenn das freie Ende 92 des Steuerglieds 76 unmittelbar am ersten Kolben 20 angreift, irgendwelche Beschädigungen auftreten.

Da das Steuerglied 76 der Bewegung des ersten Kolbens 20 folgt, ist der tote Weg des Steuerglieds auch beim Ausbleiben eines Druckanstiegs in der zweiten Druckkammer 26 klein, so daß der gesamte Bremspedalweg für eine bequeme, direkte Betätigung des Kolbens lang genug gemacht werden kann.

Wenn der erste Kolben 20 durch das Strömungsmittel in der zweiten Kammer 26 aus seiner Ruhestellung heraiisbewegt wird, steigt der Druck in der ersten Kamtiier 22 an und wirkt auf den zweiten Kolben 40 ein, wobei die elastische Einrichtung 58 zusammengedrückt wird, da der Strömungsmitteldruck im Hohlraum 44 nahe am Atmosphärendrtickwert bleibt. Die elastische

Verbindung zwischen dem ersten Kolben 20 und dem Ventilkörper wird daher zurückgezogen. Eine Bewegung des Kolbens 20 auf den Boden 24 der Bohrung zu geht mit einer Relativbewegung des zweiten Kolbens 40 und des Ventilkörpers in der entgegengesetzten Richtung einher. Die elastische Einrichtung 58 ist im Hinblick auf die Absorption durch den mit der ersten Druckkammer 22 verbundenen Bremskreis so bemessen, daß das Absperrventil bei normalem Betrieb, also bei Druckanstieg, in der Kammer 22 aufgrund einer Verschiebung des ersten Kolbens 20 nicht schließt. Die elastische Einrichtung 58 ist derart ausgelegt, daß bei einem vorgegebenen Druck in der Kammer 22, der vom Hub des ersten Kolbens 20 und von der Absorption im Bremskreis abhängt, sich der Ventilkörper mindestens um den Hübweg des Kolbens 20 auf den Kolben 20 hin verschiebt. In der Praxis ist eine kleine Absolutbewegung des Ventilkörpers, also eine Relativbewegung zum Gehäuse, erwünscht, um den toten Weg des ersten Kolbens 20 im Falle eines Druckausfalls in der ersten Kammer 22 möglichst gering zu halten. Ebenso ist ein Spiel zwischen dem Ventilkörper und seinem Ventilsitz 34 vorgesehen, um ein unerwünschtes Schließen des Ventils bei zeitweisem Druckanstieg zu verhindern. Die Bremsen des mit der ersten Kammer 22 verbundenen Bremskreises arbeiten daher exakt. Selbiges gilt auch bei direkter Betätigung des ersten Kolbens 20 durch das Steuerglied 76.

Falls ein Bruch in dem mit der ersten Kammer 22 verbundenen Bremskreis auftritt, fällt der Strömungsmitteldruck in dieser Kammer, wobei eine zusätzliche Bewegung des ersten Kolbens 20 auf den Boden 24 der Bohrung zu und ebenso eine Verlängerung der einziehbaren Verbindung zwischen dem Ventilkörper und dem Kolben 20 erzeugt wird. Beide Bewegungen spielen sich in diesem Fall in derselben Richtung relativ zum Gehäuse ab, so daß das Absperrventil 32 schließt. (Es schließt vor allem schnell, weil der Spielraum zwischen dem Ventilkörper und seinem Ventilsitz klein bleibt, wenn der Hauptbremszylinder korrekt arbeitet.) Da der wirksame Querschnitt A des Ventils im wesentlichen gleich dem wirksamen Querschnitt B des zweiten Kolbens 40 ist, ist die aus dem Ventilkörper und dem zweiten Kolben 40 bestehende Anordnung hinsichtlich des Druckes ausgeglichen. Der Druck der elastischen Einrichtung 58 sorgt dafür, daß das gummielastische Teil 36 in Strömungsmitteldichter Anlage am Boden der Bohrung bleibt. Das Strömungsmittel ist somit in der ersten Kammer 22 eingefangen, und der erste Kolben 20 ist auf hydraulische Weise blockiert. Der mit der zweiten Kammer 26 verbundene Bremskreis ist trotz der Unbeweglichkeit des ersten Kolbens 20 weiterhin funktionstüchtig, ohne daß der Fahrzeuglenker das Bremspedal plötzlich durchdrücken kann. Demgemäß bleibt die Steuerung des Kolbenventils 72 weich, und eine plötzliche Druckänderung in der zweiten Druckkammer 26 und eine ruckartige Betätigung der entsprechenden Bremsen werden vermieden. Zusätzlich ermöglicht Hie Kürzung des Hubes des Steuerglieds 76 den maximalen Auslenkungswinkel des Arms 78 um sein Ende 80 zu vermindern, sowie insbesondere die Länge der Steuerflächen des Doppelfühlers und dadurch den Aufbau der Vorrichtung 74 einfach zu halten.

Die Erfindung kann auch bei einem Tandem-Hauptbremszylinder ohne Bremshilfe Verwendung finden. In einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform weist der Hauptbremszylinder ein Gehäuse mit einer Bohrung auf, in der zwei verschiebbare Kolben zwei unabhängige Druckkammern in der Bohrung bilden. Einer der Kolben, nämlich der sog. Steuerkolben, ist mit dem Steuerglied verbunden, wohingegen der andere Kolben in der Bohrung frei beweglich ist.

Der frei bewegliche Kolben steht mit einem Absperrventil der oben beschriebenen Art in Verbindung, um den Ausfluß des Strömungsmittels aus der ersten, zwischen dem frei beweglichen Kolben und dem Bohrungsende befindlichen Kammer zu steuern. Versagt der mit der ersten Kammer verbundene Bremskreis, so kann aufgrund der hydraulischen Blockierung des frei beweglichen Kolbens der Druck in der anderen Kammer ansteigen, ohne daß der Hubweg des Steuergliedes beträchtlich gekürzt wird. Dem Fahrer steht dann noch ein genügend langer Bremspedalweg für den noch funktionstüchtigen Bremskreis zur Verfügung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hauptzylinder für zwei getrennte hydraulische Kreise mit einem Gehäuse, einer einen Boden aufweisenden Bohrung im Gehäuse, einem in der Bohrung verschiebbaren ersten Kolben, der darin eine erste, mit einem ersten Auslaß versehenen Druckkammer zwischen dem ersten Kolben und dem Boden der Bohrung und eine zweite, mit einem zweiten Auslaß versehene Druckkammer bildet und einen am ersten Kolben verschiebbar angeordneten und in die erste Kammer vorstehenden zweiten Kolben aufweist, der mittels einer eine Relativbewegung zwischen den Kolben zulassenden elastischen Einrichtung in Richtung auf die erste Kammer unter Vorspannung gehalten wird und auf den gegen die elastische Einrichtung wirkenden Strömungsmitteldruck in der ersten Kammer anspricht, Vorrichtungen zur Druckerzeugung in der zweiten Druckkammer bei Betätigung eines Steuergliedes und einem sowohl durch die Bewegungen des ersten Kolbens aus seiner Ruhestellung heraus als auch durch den Strömungsmitteldruck in der ersten Kammer gesteuerten Absperrventil mit einem mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ventilsitz (34) des Absperrventils (32) um den am Bohrungsboden (24) angeordneten ersten Auslaß (28) herum erstreckt, daß der Ventilkörper am zweiten Kolben (40) befestigt ist und daß das Absperrventil (32) den Ausfluß des Strömungsmittels aus dem ersten Auslaß (28) sperrt, wenn der Strömungsmitteldruck in der ersten Kammer (22) bei einer bestimmten Verschiebung des ersten Kolbens (20) unter einem vorgegebenen Wert liegt.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Querschnitt (A) des Ventilsitzes (34) im wesentlichen gleich dem wirksamen Querschnitt (B)des zweiten Kolbens (40) ist.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper ein gummielastisches Teil (36) aufweist, das strömungsmitteldicht an den Boden (24) der Bohrung (12) anlegbar ist.

4. Hauptzylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (20) durch eine sich am Gehäuse abstützenden zweite elastische Einrichtung (66) in eine relativ zum Gehäuse fixierte Ruhestellung zurückstellbar ist, in der der Ventilkörper von seinem Ventilsitz (34) ein wenig abgehoben ist.

5. Hauptzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elastische Einrichtung (66) aus einer Feder besteht, die sich am Boden (24) der Bohrung (12) abstützt und auf den ersten Kolben (20) über eine ringförmige Manschette (62) einwirkt, an deren Hauptteil eine Anschlagschulter (60) für den zweiten Kolben (40) ausgebildet ist.

6. Hauptzylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Druckerzeugung ein in einer Gehäusebohrung verschiebbares Ventil (72) zur Steuerung der Strömungsmittelverbindung zwischen einer Druckquelle und der zweiten Kammer (26) aufweisen, um den ersten Kolben (20) zu verschieben, ein von außen betätigbares Steuerglied für das verschiebbare Ventil (72), das aus einer in die zweite Kammer vorstehenden Schubstange (76)

besteht, die am ersten Kolben (20) bei Versagen der Druckquelle angreifen kann, und eine Vorrichtung (74), die die Schubstange, den ersten Kolben und das verschiebbare Ventil zu dessen Öffnung bei Betätigung der Schubstange verbindet.

7. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei hintereinander liegende Kolben in der Bohrung (12) vorgesehen sind, wobei einer der Kolben der besagte erste Kolben (20) ist und der andere ein Betätigungskolben, der mit dem Steuerglied (76) verbunden ist und die Vorrichtungen zur Druckerzeugung mitbestimmt.