DE2460529C3 - Tandem-Hauptzylinder für eine mit einem Bremskraftverstärker ausgerüstete hydraulische Bremsanlage - Google Patents

Description

ausgefallenem Bremskraftverstärker sowohl der Primär-Druckraum als auch der Sekundär-Druckraum des Hauptzylinders unter Druck gesetzt werden können, ohne daß der Kraftaufwand am Pedal wesentlich erhöht werden muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1.

Bei der Erfindung braucht der Hilfskolben bei intaktem Bremskraftverstärker zum Bremsen nur einen kleinen Weg zu machen, während dem Primärkolben ein größerer Weg aufgezwungen wird. Bei Ausfall des Bremskraftverstärkers bewegen sich der Hilfskolben und der Primärkolben gemeinsam, wobei der Hilfskolben also einen größeren Weg zurücklegt als bei intaktem Bremskraftverstärker, was wünschenswert ist Mit den Hubverhältnissen wird auch das Verhältnis aus am Pedal aufgebrachter Kraft zu der auf den Primärkolben des Hauptzylinders wirkenden Kraft in erwünschter Weise bei Ausfall des BremskTaftverstärkers verändert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausbildungsbeispiele erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Ansicht, teilweise im Längsschnitt und teilweise im Aufriß, eines Tandem-Hauptzylinders mit einem Vakuum-Bremskraftverstärker;

F i g. 2 eine F i g. 1 ähnliche Ansicht eines Tandem-Hauptzylinders mit hydraulischem Bremskraftverstärker, und

F i g. 3 einen gegenüber F i g. 2 um 90° verdrehten Längsschnitt durch einen Teil des Tandem-Hauptzylinders nach F i g. 2.

Der in F i g. 1 dargestellte hydraulische Tandem-Hauptzylinder 1 ist durch einen Vakuum-Bremskraftverstärker 2 betätigbar. Der Bremskraftverstärker weist in einem Gehäuse an einander abgewandten Seiten einer beweglichen Wand eine Druckkammer mit konstantem Druck und eine Druckkammer mit veränderlichem Druck auf. In einer in einem Gehäuse 3 des Tandem-Hauptzylinders 1 ausgebildeten Längsbohrung 4 arbeiten ein Primärkolben 5 und ein Sekundärkolben 8. Mit dem Primärkolben 5 läßt sich hydraulisches Fluid in einem Primärdruckraum 6 unter Druck setzen, der über einen Auslaß 7 an Bremsen anschließbar ist. Der Sekundärkolben 8 dient zum Unterdrucksetzen von Fluid in einem Sekundärdruckraum 9, der vor dem Primärdruckraum 6 liegt und über einen Auslaß 10 an Bremsen anschließbar ist. Die Druckräume 6 und 9 sind über Füllbohrungen 11 und 12 an den gleichen oder an verschiedene Fluidbehälter anschließbar. In den gezeichneten zurückgezogenen Stellungen der Kolben 5 und 8 sind die Füllbohrungen 11 und 12 geöffnet. Die Fluidbehälter sind unabhängig von den Relativstellungen der Kolben 5 und 8 über Druckausgleichsöffnungen

15 und 16 ständig mit den hinter den Kolben 5 und 8 liegenden Räumen 13 und 14 in Verbindung, die unter Umgebungsdruck stehen. Die Druckausgleichsöffnung

16 ist in einen hinteren Anschlag eingegliedert, der die zurückgezogene Stellung des Sekundärkolbens 8 festlegt.

Die Längsbohrung 4 weist an ihrem dem Bremskraftverstärker 2 zugewandten Ende eine Bohrungserweiterung 17 auf und der Primärkolben 5 durchdringt nach hinten ein Dichtglied 18, das an einer Schulter 19 am Durchmesserübergang in Anlüge gehalten ist. Der unter Umeebunesdruck stehende Raum 13 ist zwischen dem Dichtglied 18 und der vom Primärkolben 5 getragenen Dichtung ausgebildet In einer Ausnehmung 19' im Primärkolben 5 ist eine Verlängerung 20 eines in der Bohrungserweiterung 17 arbeitenden Hilfskolben 21 aufgenommen, wobei zwischen dem Dichtglied 18 und der vom Hilfskolben 21 getragenen Dichtung ein Steuerdruckraum 22 ausgebildet ist Am Hilfskolben 21 greift ein Abtriebsglied 23 an, auf das die bewegliche Wand des Bremskraftverstärkers 2 wirkt.

ίο Die Verbindung zwischen den Räumen 13 und 22 über Verbindungskanäle 24 und 25, die in eine radiale Bohrung 26 führen, ist mittels eines Ventils 27 steuerbar. Das Ventil 27 weist ein Verschlußglied 28 in Gestalt eines Kolbens auf, der in der Bohrung 26 arbeitet und an einem am inneren Ende der Bohrung zwischen den Verbindungskanälen 24 und 25 befindlichen Sitz zur Anlage bringbar ist Das Verschlußglied 28 ist von einer Membran 29 getragen, die an einer Seite mit konstantem Druck in einer Druckkammer 3(1 und an der anderen Seite mit veränderlichem Druck in einer Druckkammer 31 beaufschlagbar ist. Die Druckkammer

. 30 mit konstantem Druck ist über einen Kanal 32 an die Druckkammer mit konstantem Druck des Bremskraftverstärkers 2 und die Druckkammer 31 mit veränderliehern Druck über eine Außenverbindung 33 an die Druckkammer mit veränderlichem Druck des Bremskraftverstärkers 2 angeschlossen. Eine in der Druckkammer 30 angeordnete Feder 34 drängt das Verschlußglied 28 gegen den in der Druckkammer 31 herrschenden Druck in Offenstellung.

Normalerweise sind beide Kammern des Bremskraftverstärkers 2 an Vakuum angeschlossen, so daß auch die Kammern 30 und 31 beiderseits der Membran 29 mit Vakuum in Verbindung stehen; jedoch ist das Ver-Schlußglied 28 infolge Belastung durch die Feder 34 in der Offenstellung gehalten. Bei Betätigen des Bremskraftverstärkers 2 durch Verstellen einer pedalbetätigbaren Stange 34' wird in die Kammer mit veränderlichem Druck des Bremskraftverstärkers 2 und damit über die Außenverbindung 33 in die Kammer 31 Luft unter Atmosphärendruck eingespeist. Dadurch werden die bewegliche Wand des Bremskraftverstärkers 2 und die Membran 29 vorgeschoben, und das Verschlußglied 28 wird zur Anlage an seinen Sitz gebracht, um den Raum 13 vom Steuerdruckraum 22 zu trennen. Die Bewegung der beweglichen Wand des Bremskraftverstärkers 2 wird über das Abtriebsglied 23 auf den Hilfskolben 21 übertragen. Während der Hilfskolben 21 durch das Abtriebsglied 23 in der Bohrungserweiterung 17 nach vorn verstellt wird, steigt der Druck im Steuerdruckraum 22 an. Da die wirksame Ringfläche des Primärkolbens 5 kleiner ist als die wirksame Ringfläche des Hilfskolbens 21, entfernen sich die beiden Kolben voneinander, um den Primärkolben 5 im Druckgleichgewicht zu halten. Der Hilfskolben 21 ruft also bei einem gegebenen Pedalweg einen größeren Hub des Primärkolbens 5 hervor, d. h., er verringert das Pedalverhältnis des Hauptzylinders 1, welches das Verhältnis zwischen Pedalweg und Kolbenhub repräsentiert.

Bei Ausfall des Vakuums oder bei Störung der die Beaufschlagung des Bremskraftverstärkers steuernden Ventile bleibt das Ventil 27 geöffnet, und im Steuerdruckraum 22 wird kein Druck erzeugt. Die

b5 Bewegung des Abtriebsgliedes 23 wird vom Hilfskolben 21, der als Druckstück wirkt, direkt auf den Primärkolben 5 übertragen. Dadurch ist es möglich, das ganze Pedalverhältnis des Hauptzylinders 1 auszunutzen.

Bei dem in F i g. 2 und 3 dargestellten Tandem-Hauptzylinder mit hydraulischer Bremskraftverstärkung weist das Ventil 27 als Verschlußglied einen Kolben 35 auf, der in einer zur Bohrungserweiterung 17 parallelen Bohrung 36 arbeitet und an seinem Ende, das dem zwischen den Kanälen 24 und 25 liegenden Sitz abgewandt ist, über einen Längskanal 37 mit in der Arbeitskammer 36' des Bremskraftverstärkers 2 herrschendem Druck beaufschlagt ist. Der Druck in der Arbeitskammer 36' wirkt auf den Kolben 38 des Bremskraftverstärkers 2. Bei Druckentlastung der Arbeitskammer 36' wird der Kolben 35 durch eine Rückstell-Druckfeder 39 von seinem Sitz weggedrängt. Wird jedoch die Arbeitskammer 36' bei Beaufschlagung des Bremskraftverstärkers 2 unter Druck gesetzt, kommt der Kolben 35 an seinem Sitz zur Anlage, um, wie oben beschrieben, die Verbindung zwischen den Räumen 13 und 22 zu unterbrechen. Aufbau und Arbeitsweise der in F i g. 2 und 3 dargestellten Ausbildungsform sind im übrigen gleich wie beim Beispiel gemäß Fig. 1 und einander entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Tandem-Hauptzylinder (1) für eine hydraulische Bremsanlage, dessen Primärkolben (5) durch ein Abtriebsglied (23) eines pedalbetätigbaren Bremskraftverstärkers (2) mit beweglicher Wand verstellbar ist, über der sich ein Fluiddruckunterschied erzeugen läßt, mit einer Einrichtung, die bei Ausfall des Betriebsdruckes des Bremskraftverstärkers (2) den Pedalbetätigungsaufwand selbsttätig verringert und hierzu eine Hilfskolbenanordnung aufweist, die zwischen dem Abtriebsglied (23) des Bremskraftverstärkers (2) und dem Primärkolben (5) des Hauptzylinders (1) angeordnet ist und zwischen sich und dem Primärkolben (5) einen vcm Primärdruckfaum (6) und vom Sekundärdruckrauin (9) des Hauptzylinders (1) getrennten Steuerdruckraum (22) begrenzt, und mit einem Ventil (27), das eine Verbindung zwischen dem Steuerdruckraum (22) und einem Fluidbehälter steuert und diese im Ruhestand der Bremsanlage offenläßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (27) als Bestandteil der genannten Einrichtung ausgebildet und durch den Betriebsdruck des Bremskraftverstärkers (2) in die Schließstellung gedrängt ist und daß die Hilfskolbenanordnung von einem Kolben (21) gebildet ist, der einen größeren Durchmesser als der Primärkolben (5) hat und als Druckstück zur direkten Übertragung der Betätigungskraft auf den Primärkolben (5) bei Ausfall des Bremskraftverstärkers (2) ausgebildet ist.

2. Tandem-Hauptzylinder nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem pneumatischen Bremskraftverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (28) des Ventils (27) an einem Sitz zwischen der Öffnung (15) zum Fluidbehälter und dem zwischen dem Primärkolben (5) und dem Hilfskolben (21) liegenden Steuerdruckraum (22) zur Anlage bringbar ist und von einer Membran (29) getragen wird, die auf entgegengesetzten Seiten mit den Drücken beaufschlagbar ist, die auf die entsprechenden entgegengesetzten Seiten der beweglichen Wand des Bremskraftverstärkers (2) wirken (F ig. 1).

3. Tandem-Hauptzylinder nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem hydraulischen Bremskraftverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied des Ventils (27) an einem Sitz zwischen der öffnung (15) zum Fluidbehälter und dem zwischen dem Primärkolben (5) und dem Hilfskolben (21) liegenden Steuerdruckraum (22) zur Anlage bringbar ist und von einem in einer Bohrung (36) arbeitenden Kolben (35) gebildet ist, der an seinem dem Sitz abgewandten Ende mit dem in der Arbeitskammer (36') des Bremskraftverstärkers (2) herrschenden Hydraulikdruck beaufschlagt ist (Fig. 3).

4. Tandem-Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärkolben (5) des Hauptzylinders (1) und der Hilfskolben (21) eine teleskopierende Baugruppe bilden.

5. Tandem-Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Öffnung (15) angeschlossene Fluidbehälter an eine in den Primärdruckraum (6) des Hauptzylinders (1) führende Füllbohrung (11) angeschlossen ist.

Die Erfindung betrifft einen Tandem-Hauptzylinder für eine hydraulische Bremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Tandem-Hauptzylinder dieser Gattung (DE-OS 20 14 236) ist der Steuerdruckrauro auf der Betätigungsseite durch eine Hilfskolbenanordnung begrenzt, die aus drei gleichachsig ineinander angeordneten Kolben besteht Der äußere, rohrförmige Kolben ist mit der beweglichen Wand des Bremskraftverstär-

kers fest verbunden und dichtet gegen einen von ihm umschlossenen, ebenfalls rohrförmigen mittleren Kolben ab, der durch einen am äußeren Kolben ausgebildeten Flansch bei dessen Vorwärtsbewegung mitnehm bar ist und gegenüber dem äußeren Kolben nach vorne un-

behindert verschiebbar ist Der mittlere Kolben umschließt einen inneren. Kolben, der mit einer pedalbetätigbaren Betätigungsstange des Bremskraftverstärkers fest verbunden ist, beiderseits des mittleren Kolbens Anschläge aufweist, die eine begrenzte axiale Relativ-

verschiebung gegenüber diesem zulassen, und an seinem vorderen Ende einen Ventilkörper aufweist, dem ein Ventilsitz am Primärkolben zugeordnet ist.

Wird diese bekannte Anordnung bei intaktem Bremskraftverstärker betätigt, so verschiebt dessen bewegliehe Wand, über der ein Druckunterschied entsteht, den äußeren Kolben und dieser nimmt den mittleren Kolben nach vorne mit. Außerdem verschiebt die Betätigungsstange den inneren Kolben, so daß der an dessen vorderem Ende ausgebildete Ventilkörper sich gegen den Ventilsitz im Primärkolben legt und dadurch den Steuerdruckraum verschließt. Auf diese Weise entsteht im Steuerdruckraum ein Druck, von dem der Primärkolben in gleichem Maße vorwärtsgeschoben wird, wie die gemeinsame Vorwärtsbewegung der drei gleichachsigcn Kolben der Hilfskolbenanordnung fortgesetzt wird. Dabei wird ständig Betätigungskraft mechanisch über den am inneren Kolben angeordneten Ventilkörper und den zugehörigen Ventilsitz auf den Primärkolben übertragen. Wenn die bewegliche Wand des Bremskraflverstärkers ihre größtmögliche Bewegung ausgeführt hat, läßt sich durch weitere Betätigung des Bremspedals der innere Kolben der Hilfskolbenanordnung weiter vorwärtsbewegen und dadurch der Primärkolben zusätzlich vorwärtsschieben. Eine Betätigung des Primärkol-

-45 bens über den inneren Kolben der Hilfskolbenanordnung findet auch dann statt, wenn der Bremskraftverstärker ausfällt. In beiden Fällen bleibt der äußere Kolben der Hilfskolbenanordnung stehen während deren mittlerer Kolben vom inneren Kolben nach vorne mitgenommen wird.

Bei einem anderen bekannten Tandem-Hauptzylinder (US-PS 31 09 287) wird bei einem Ausfall des Bremskraftverstärkers der Sekundärkolben des Tandem-Hauptzylinders durch ein den Bremskraftverstär-

ker durchsetzendes Pedalglied betätigt, welches über eine Feder und eine Schulter mechanisch auf den Primärkolben wirken kann. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Widerstand gegen eine Pedalbetätigung bei ausgefallenem Bremskraftverstärker erhöht ist.

Bei einer anderen Bremsanlage mit Bremskraftverstärker ist es bereits bekannt (GB-PS 9 64 496), die am Bremspedal aufzubringende Kraft auf Kosten des Pedalweges gleich groß zu halten wie bei intaktem

b5 Bremskraftverstärker.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tandem-Hauptzylinder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß bei