DE2526838B2 - Stufenhauptzylinder fuer hydraulische anlagen, insbesondere fuer kraftfahrzeug- bremsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stufenhauptzylinder für hydraulische Anlagen, insbesondere für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem in einer abgestuften Bohrung arbeitenden Stufenkolben, der in dem engeren Bohrungsabschnitt eine mit einem Verbraucher verbundene Hochdruckkammer und in dem weiteren Bohrungsabschnitt eine ringförmige Niederdruckkammer sowie eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Kammer begrenzt, wobei im Kolben ein erster, von der Niederdruck- zur Hochdruckkammer führender Kanal und ein zweiter, von der Niederdruckkammer zu der mit dem Vorratsbehälter verbundenen Kammer führender Kanal vorgesehen ist und wobei im eisten Kanal ein erstes, den Durchfluß in Richtung Hochdruckkammer gestattendes, in der Gegenrichtung sperrendes Schaltventil und im zweiten Kanal ein zweites, in Schließrichtung federbelastetes Schaltventil angeordnet ist, das bei einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen der Niederdruckkammer und der mit dem Behälter verbundenen Kammer in die Offenstellung umschaltet

Bei bekannten Stufenhauptzylindern dieser Art mit veränderlicher Druckcharakteristik (DT-AS 19 63 114), bei denen in der Niederdruckphase das erste Schaltventil geöffnet und das zweite Schaltventil geschlossen ist, während in der Hochdruckphase die Verbindung zwischen Hoch- und Niederdruckkammer unterbrochen ist und das aus der Niederdruckkammer verdrängte Hydraulikmittel über das nunmehr geöffnete zweite Schaltventil zu der mit dem Vorratsbehälter verbundenen Kammer abströmt, kann bei einem außergewöhnlich großen Druckmittelbedarf des Verbrauchers der Fall eintreten, daß sich der Stufenkolben ohne entsprechende Drucksteigerung in der Hochdruckkam-

mer seiner Hubendlage nähert oder diese erreicht, etwa wenn wegen einer Druckmittelleckage im Verbraucherkreis oder wegen einer durch Überhitzung bewirkten Verdampfung des Druckmittels eine ungewöhnlich große Hydraulikmenge vom Verbrauche¹· geschluckt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Hauptzylinder so weiterzubilden, daß auch bei einem außergewöhnlich großen Druckmittelbedarf des nachgeschalteten Verbrauchers der Stufenhauptzylinder noch funktionsfähig bleibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Stufenhauptzylinder der beanspruchten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Kanal zwischen dem zweiten Schaltventil und der mit dem Vorratsbehälter verbundenen Kammer ein drittes, in der Ruhestellung offenes Schaltventil angeordnet ist, das durch eine in Abhängigkeit vom Hub des Stufenkolbens arbeitende Betätigungseinrichtung bei einem einen vorgegebenen Wert übersteigenden Stufenkolbenhub in die Schließstellung verstellbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Stufenhauptzylinder wird durch das dritte, in Reihe mit dem zweiten Schaltventil angeordnete Schaltventil die in der Hochdruckphase normalerweise zwischen der Niederdruckkammer und der mit dem Vorratsbehälter verbundenen Kammer geöffnete Strömungsmittelverbindung unterbrochen, wenn der Kolbenhub einen vorgegebenen Wert übersteigt, so daß das aus der Niederdruckkammer verdrängte Druckmittel nicht mehr zur Vorratskammer abströmen kann, sondern gemeinsam mit der aus der Hochdruckkammer ausgeschobenen Druckmittelmenge den überhöhten Druckmittelbedarf des Verbrauchers deckt. Durch diese nach einem vorgegebenen Kolbenhub dem Verbraucher zusätzlich gelieferte Druckmittelmenge wird die Gefahr einer unzureichenden Druckversorgung erheblich verringert, was vor allem bei Kraftfahrzeug-Bremsanlagen ein hinsichtlich der Funktionssicherheit beträchtlicher Vorteil ist

Im Hinblick auf eine konstruktiv einfache Bauweise der Betätigungseinrichtung weist diese zweckmäßigerweise ein stangenartiges Kraftübertragungselement auf, das mit seinem einen, in die Hochdruckkammer ragenden Ende von einem dem Stufenkolben in dieser Kammer gegenüberliegenden Anschlag erfaßbar ist. Um sicherzustellen, daß das dritte Schaltventil nur geschlossen werden kann, wenn zuvor das zweite Schaltventil in die Offenstellung gelangt ist, erstreckt sich in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung das Kraftübertragungselement durch den ersten Kanal hindurch in den zweiten Kanal und ist an den beweglichen Ventilkörper des zweiten Schaltventils anlegbar, und der bewegliche Ventilkörper des zweiten Schaltventils bildet einen Teil der Betätigungseinrichtung. In diesem Fall empfiehlt es sich, daß das dritte Schaltventil einen über eine einschiebbare federnde Verbindung auf einem Halter angeordneten Ventilkörper aufweist, wobei der Halter durch eine am Stufenkolben anliegende Feder in Anlage an den beweglichen Ventilkörper des zweiten Schaltventils gedrückt ist Durch die zwischen den Ventilkörpern des zweiten und dritten Schaltventils wirksame Feder wird der Ventilkörper des dritten Schaltventils nach Erreichen des vorgegebenen Stufenkolbenhubs mit zuneh- b5 mender Schließkraft an den zugehörigen Ventilsitz angepreßt, während sich der Stufenkolben ohne weitere, durch die Betätigungseinrichtung ausgeübte Gegenkraft in die volle Arbeitshubsndlage vorschieber läßt

Im Hinblick auf eine einfache Montage des zwischer den Ventilkörpern des zweiten und dritten Schaltventils liegenden Teils der Betätigungseinrichtung ist dei Kalter zweckmäßigerweise eine Hülse, in derer Innenbohrung der Kopf eines am Ventilkörper des dritten Schaltventils befestigten Schaftes sitzt, wobei die Hülse mit einer seitlichen Öffnung zur Einführung des Kopfes des Schaftes in die Innenbohrung versehen ist Ferner empfiehlt es sich, die Betätigungseinrichtung füi das dritte Schaltventil mit der druckempfindlicher Schaltvorrichtung für das zweite Schaltventil baulich und funktionsmäßig zu integrieren, was zweckmäßigerweise dadurch erreicht wird, daß das Kraftübertragungselement ein Steuerstift ist, der gleitend in einer einerseits in die Hochdruckkammer und andererseits in den ersten Kanal ragenden Hülse angeordnet ist, daß das mit dem Ventilkörper des zweiten Schaltventils zusammenwirkende Ende des Steuerstiftes eine Schulter aufweist, an der die Hülse anliegt, und daß am Stufenkolben eine Halteeinrichtung zur Begrenzung der Verschiebung der Hülse in Richtung des zweiten Schaltventils vorgesehen ist Hierdurch wird mit Sicherheit verhindert, daß während des normalen Betriebs des Hauptzylinders, also solange das Kraftübertragungselement nicht auf den Anschlag auftrifft, der Ventilkörper des zweiten Schaltventils so weit aufgestoßen wird, daß er das dritte Schaltventil fälschlicherweise in die Schließstellung bringt.

Der das Umschalten des dritten Schaltventils bewirkende Anschlag ist bei einem Hauptzylinder mit einem einzigen Verbraucher zweckmäßigerweise gehäusefest, bei zwei getrennten Verbraucherausiässen, also insbesondere bei einem Hauptzylinder für eine Zweikreis-Bremsanlage, jedoch vorzugsweise an einem Schwimmkolben befestigt der vor dem Stufenkolben in Tandem-Bauweise angeordnet ist und die Hochdruckkammer von einer vorderen Druckkammer trennt In diesem Fall ist der Schwimmkolben in besonders vorteilhafter Weise in einem dritten Abschnitt der Gehäusebohrung gleitend angeordnet wobei der Durchmesser des dritten Bohrungsabschnitts größer als der Durchmesser des engeren Bohrungsabschnitts, jedoch nicht größer als der Durchmesser des erweiterten Bohrungsabschnitts bemessen ist. Hierdurch wird eine äußerst zweckmäßige Hydraulikmengen- und -druckaufteilung zwischen den beiden Verbraucherbzw. Bremskreisen erreicht, und die Sicherheitsfunktion des dritten Schaltventils setzt auch dann ein, wenn der an die vordere, vom Schwimmkolben begrenzte Druckkammer angeschlossene Verbraucherkreis einer ungewöhnlich großen Druckmittelmenge bedarf.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten Hauptzylinders mit veränderlichem Verstärkungsverhältnis für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage und

F i g. 2 einen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders mit veränderlichem Verstärkungsverhältnis für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage.

Dei Hauptzylinder gemäß F i g. 1 enthält ein Gehäuse 1 mit einem Flansch 2 zur Befestigung am Kraftfahrzeug und einem Ansatz 3 mit einem Anschlußstück 4, durch das der Hauptzylinder an einen nicht gezeigten Vorratsbehälter anschließbar ist. Im Gehäuse 1 ist eine

Stufenbohrung mit einem im Durchmesser größeren Bohrungsabschnitt 5 und einem im Durchmesser engeren Bohrungsabschnitt 6 ausgebildet. In der Bohrung ist ein Stufenkolben mit einem Kolbenabschnitt 8 kleineren Durchmessers und einem Kolbenabschnitt 7 größeren Durchmessers gleitend angeordnet, der eine Hochdruckkammer 9 im engeren Bohrungsabschnitt 6 sowie eine ringförmige Niederdruckkammer

12 begrenzt. Die Hochdruckkammer 9 ist über eine in einem Ansatz 11 ausgebildete öffnung 10 mit einem hydraulischen Verbraucher, etwa den Bremszylindern des Kraftfahrzeugs, verbunden und durch einen Stopfen

13 verschlossen, in dem eine Ausnehmung 18 ausgebildet ist, an der eine Feder 14 zentriert und abgestützt wird, welche den hinteren Kolbenabschnitt 7 an einen Sicherungsring 15 andrückt, wenn sich der Hauptzylinder in der in F i g. 1 gezeigten Ruhelage befindet.

In einer Ringnut 16 von rechteckigem Querschnitt, die in dem engeren Bohrungsabschnitt 6 ausgebildet ist, ist ein Dichtring 17 angeordnet, der bei einer Bewegung des Stufenkolbens aus der Ruhestellung dichtend mit dem Kolbenabschnitt 8 zusammenwirkt. Wie F i g. 1 zeigt, wird in der Ruhestellung des Stufenkolbens eine Strömungsmittelverbindung zwischen den Kammern 9 und 12 über einen Ringspalt zwischen dem Bohrungsabschnitt 6 und der Mantelfläche des Kolbenabschnitts 8 aufrechterhalten. Im Kolbenabschnitt 8 ist eine weite Axialbohrung 19 ausgebildet, die in die Kammer 9 mündet und an ihrem entgegengesetzten Ende durch eine Stirnwand 20 verschlossen ist. Ein schalenförmiger Einsatz 21 liegt an der Stirnwand 20 an und begrenzt mit dieser eine Kammer 22, die über einen Radialschlitz 121 mit dem übrigen Teil der Axialbohrung 19 in Verbindung steht. Der Einsatz 21 ist mit einer im Durchmesser verringerten Axialnabe 122 versehen, die sich in Richtung der Kammer 9 erstreckt. In den Stopfen 13 ist eine Axialschraube 23 eingeschraubt, die durch die Kammer 9 zum Kolbenabschnitt 8 verläuft. An dem dem Stopfen 13 abgekehrten Ende des Kolbenabschnitts 8 befindet sich eine ringförmige Radialschulter 24, in der einige Radialschlitze 124 ausgebildet sind. Die Schulter 24 umschließt einen im wesentlichen zylindrischen Ansatz 108 des Kolbenabschnitts 8, der sich in eine Axialbohrung 25 im hinteren Kolbenabschnitt 7 erstreckt und einen die beiden Kolbenabschnitte 7 und 8 miteinander verbindenden Federring 26 trägt. Eine die Stirnwand 20 und den Ansatz 108 durchsetzende Axialbohrung 27 verbindet die Kammer 22 und somit auch die Axialbohrung 19 des Kolbenabschnitts 8 mit dem dem Ansatz 108 gegenüberliegenden Teil der Axialbohrung 25. Über Kanäle 28 steht die Axialbohrung 27 ferner mit den Radialschlitzen 124 in Verbindung, und in der Axialbohrung befindet sich außerdem der Kopf 129 eines unter Anordnung einer Dichtung 30 in einer Hülse 31 bewegbaren Steuerstiftes 29. Die Hülse 31 ist in einer in der Stirnwand des Einsatzes 21 und der Nabe 122 ausgebildeten, axialen Durchgangsbohrung geführt. Eine Lippendichtung 33, durch die die Bohrung 25 von der Kammer 22 getrennt werden kanr, ist unter Zwischenschaltung einer en Kunststoffbuchse 32 an dem die Kammer 22 durchsetzenden Abschnitt der Hülse 31 angeordnet. Das im Sinne der Fig. 1 linke Ende der Hülse 31, das in die Hochdruckkammer 9 vorsteht, ist erweitert und bildet einen Anschlag mit dem benachbarten Ende der Nabe 122, wodurch die Relativbewegung zwischen der Hülse 31 und dem Kolbenabschnitt 8 begrenzt wird. Das rechte Ende der Hülse 31 liegt am Kopf 129 des Steuerstiftes 29 an.

Ein Metallring 34 verhindert bei einem Betrieb de: Hauptzylinders, daß die Lippe der Dichtung 33 untei dem Einfluß des Hydraulikdrucks in der Hochdruck kammer 9 in den Spalt zwischen der Bohrung 27 und dei Hülse 31 gelangt. Die Dichtung 33 bildet ein erste! Schaltventil in Form eines Rückschlagventils, dai lediglich einen Strömungsmittelstrom von der Nieder druckkammer 12 in die Hochdruckkammer 9 gestattet.

Am hinteren Kolbenabschnitt 7 ist eine zentrische Ausnehmung 35 vorgesehen, in die das Ende einer nichi gezeigten, vom Bremspedal betätigbaren Schubstange einsetzbar ist. Im Mittelteil des Kolbenabschnitts 7 isi eine Ringnut 36 ausgebildet, die eine mit den-Vorratsbehälter verbundene Kammer begrenzt und se lang bemessen ist, daß sie unabhängig von der Lage de; Stufenkolbens in der abgestuften Bohrung eine ständige Verbindung zur Innenbohrung 37 des Ansatzes 3 übei einen Kanal 38 herstellt. Im Kolbenabschnitt 7 ist fernei eine hintere Ringnut 39 zur Aufnahme einer ringförmigen Lippendichtung 40 ausgebildet.

In der im Kolbenabschnitt 7 ausgebildeten Axialbohrung 25 und in der Nähe des Ansatzes 108 des Kolbenabschnitts 8 ist ein normalerweise geschlossenes zweites Schaltventil 41, 42 angeordnet, das einer Ventilsitz in Form einer Buchse 41 aus elastischem Material, etwa Gummi, und eine Ventilkugel 42 aufweist die durch eine Feder 43 normalerweise in der ringförmigen Abschnitt der Buchse 41, der einer kleineren Durchmesser als die Kugel 42 hat, gepreß) wird. Die Feder 43 liegt am Ende der Bohrung 25 an und beaufschlagt die Kugel 42 über einen scheibenförmiger Halter 44, der seitlich an der Kugel 42 angeordnet ist und eine Ausnehmung in Form einer Kugelkappe aufweist, deren Radius größer als der der Ventilkugel 42 ist. Der die Feder 43, den Halter 44 und die Ventilkugel 42 aufnehmende Abschnitt der Bohrung 25 steht mit der Ringnut 36 über einen kurzen Axialkanal 45 verhältnismäßig kleinen Durchmessers und über einen engen Radialkanal 46, der eine Drosselstelle bildet, in Verbindung.

Der Öffnungszustand des Kanals 45 in der Bohrung 25 wird durch einen dritten Ventilkörper 47 gesteuert, der gleitend auf einem koaxial und einteilig an den Halter 44 angeformten Schaft 144 angeordnet ist. Der Ventilkörper 47 wird ständig durch eine Feder 48 gegen den Kopf 145 des Schaftes 144 angedrückt, so daß eine einschiebbare federnde Verbindung gebildet wird. Die Länge des Schaftes 144 bis zum Kopf 145 ist so gewählt, daß der eine Abdichtung bildende Ventilkörper 47 den Kanal 45 nicht vom Inneren der Bohrung 25 trennt, wenn sich das erste Ventil 41, 42 öffnet, so daß das Hydraulikmittel während des normalen Betriebs des Hauptzylinders durch die Bohrung 25 strömen kann.

Am Kopf 49 des Kolbenabschnitts 7 ist eine zum Kolbenabschnitt 8 hin offene Ringnut ausgebildet, in der eine Ringdichtung 50 sitzt. Durch die Dichtung 50 wird die Niederdruckkammer 12 von dem mit der Innenbohrung 37 im Ansatz 3 verbundenen Kanal 38 getrennt, wenn sich der Stufenkolben 7, 8 während des Bremsvorgangs vorbewegt.

Die Dichtung 50, die etwa einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einem gebogenen Außenrand aufweist, liegt unter geringfügiger Anpressung an der Innenfläche des Bohrungsabschnitts 5 an. In der in F i g. 1 gezeigten Ruhelage des Hauptzylinders bildet die Dichtung 50 mit dem der Kammer 12 zugewandten Spalt 52 des Kolbenkopfes 49 einen Radialkanal und mit

dem Außenumfang 54 des neben dem Radialspalt 52 liegenden Abschnitts verringerten Durchmessers des Kolbenkopfes 49 einen Axialkanal 53. Ferner ist eine Ausgleichsbohrung 55 vorgesehen.

Die Radialschlitze 124, die öffnungen 28, der linke Abschnitt der Bohrung 27, die Innenkammer 22 und der Schlitz 121 bilden einen ersten Pfad, der die Niederdruck- und Hochdruckkammer verbindet, während die Radialschlitze 124, der rechte Teil der Bohrung 27, die Bohrungen 25 und 45 und der Kanal 46 einen zweiten Pfad bilden, der die Niederdruckkammer 12 mit der mit dem Vorratsbehälter verbundenen Kammer 36 verbindet. Im ersten Pfad ist das erste Ventil 33 und im zweiten Pfad das zweite Ventil 41, 42 angeordnet. Der Hauptzylinder arbeitet wie folgt:

Wenn sich der Hauptzylinder in der in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung befindet, ist die Innenbohrung 37 des Ansatzes 3 über den Strömungspfad 38,36,51,53 und 124 mit der Niederdruckkammer 12 verbunden, die ihrerseits über den Ringspalt 118 mit der Hochdruckkammer 9 in Verbindung steht. Die Lippendichtung 33 unterbricht die Verbindung zwischen den in den Abschnitten 8, 108 des Stufenkolbens ausgebildeten Bohrungen 19 und 27. Das Ventil 41, 42 ist ebenfalls geschlossen.

Wenn sich der Stufenkolben in Richtung des Pfeiles 56 verschiebt, bewegt sich die Dichtung 50 relativ zum Kolbenkopf 49, bis sie nicht mehr das Radialspiel 52 einhält, wodurch die Verbindung zwischen der Niederdruckkammer 12 und der an den Vorratsbehälter angeschlossenen Innenbohrung 37 des Ansatzes 3 unterbrochen wird. Beim Vorwärtshub des Stufenkolbens 7, 8 wird ferner der Ringspalt 118 geschlossen, so daß das Hydraulikmittel von der Niederdruckkammer 12 über das erste, durch die Dichtung 33 gebildete Schaltventil zur Hochdruckkammer gelangt. Wenn der Druck in der Niederdruckkammer 12 einen Wert erreicht, bei dem die auf die Ventilkugel 42 einwirkende Druckangriffskraft die Kraft der Feder 43 übersteigt, kommt der Hydraulikstrom von der Niederdruckkammer 12 zur Hochdruckkammer 9 zum Stillstand, da der Druck in der Niederdruckkammer nicht weiter anwachsen kann und das Schaltventil 41,42 durch die Hülse 31 und den Steuerstift 29 offengehalten wird, so daß das Hydraulikmittel von der Niederdruckkammer 12 zum Hydraulikspeicher zurückströmt. Infolge des nunmehr in der Hochdruckkammer 9 vorhandenen Hydraulikdrucks unterbricht ferner die Dichtung 33 die Verbindung zwischen den Bohrungen 27 und 19.

Aufgrund der Drosselstelle 46 in dem Strömungspfad des von der Kammer 12 zum Vorratsbehälter zurückströmenden Hydraulikmittels arbeitet der Hauptzylinder selbst dann korrekt, wenn die Bremsen plötzlich eingerückt werden.

In diesem Fall ist der Abstand zwischen dem Ventilkörper 47 und dem Ende der im Kolbenabschnitt 7 ausgebildeten Axialbohrung 25 so groß, daß das Hydraulikmittel über den Kanal 25 zur Drosselstelle 46 abströmt. Dabei wird die Verschiebung der Hülse 31 in Richtung des hinteren Kolbenabschnitts 7 durch die eo Anlage der Hülse 31 an der Nabe 122 begrenzt, und außerdem ist die Querschnittsfläche des in die Hochdruckkammer 9 vorstehenden Endes des Steuerstiftes 29 im Verhältnis zur Kraft der Feder 43 so klein gewählt, daß bei einer normalen Bremsbetätigung ein Lösen des Kopfes 129 des Steuerstiftes 29 von der Hülse 31 verhindert wird.

Falls aus irgendeinem Grund eine ungewöhnlich hohe Hydraulikmenge vom Bremskreis geschluckt wird und der Stufenkolben 7, 8 sich der Hubendlage zu stark nähen, trifft der Steuerstift 29 auf den Anschlag 123 der am Stopfen 13 befestigten Schraube 23. Bei einer weiteren Verschiebung des Stufenkolbens 7, 8 werden der Steuerstift 29, die Ventilkugel 42, der Halter 44 und der den Ventilkörper 47 tragende Schaft 144 entgegen der Kraft der Feder 43 unmittelbar zur Stirnwand der Axialbohrung 25 hin bewegt, bis der Ventilkörper 47 die Bohrung 25 vom Kanal 45 trennt und somit die Verbindung zwischen der Niederdruckkammer 12 und dem Vorratsbehälter unterbricht, so daß zusätzliches Hydraulikmittel von der Niederdruckkammer 12 in die Hochdruckkammer 9 und von dort zum Bremskreis gelangen kann. Dieses zusätzliche Hydraulikmittel steht wegen der gleichzeitigen Verringerung der Volumina der Kammern 9 und 12 zur Verfügung. Der Stufenkolben kann weiter vorgeschoben werden, da sich der Ventildichtkörper 47 aufgrund der einschiebbaren Verbindung entgegen der Kraft der Feder 48 relativ zum Schaft 144 bewegen kann.

Am Ende des Bremsvorgangs fährt der Stufenkolben 7, 8 unter der Kraft der Feder 14 wieder in die Ruhestellung zurück. Während dieses Rückhubs des Kolbens verschiebt sich auch die Ringdichtung 50 relativ zu ihrem Sitz, so daß die Verbindung zwischen der Niederdruckkammer 12 und dem Vorratsbehälter über den Strömungspfad 124, 53, 38 und 37 wieder geöffnet wird. Wenn der Kolben 7, 8 in die Ausgangslage zurückgekehrt ist, ist auch die Verbindung zwischen den Kammern 9 und 12 über den Ringspalt 118 wieder freigegeben.

Die aus einem durch die gehäusefeste Schraube 23 gebildeten Anschlag, einem Kraftübertragungselement in Form des Steuerstiftes 29, sowie der Ventilkugel 42, dem Halter 44 und der einschiebbaren Verbindung zwischen dem Halter 44 und dem dritten Ventilkörper 47 bestehende Anordnung bildet eine Steuereinrichtung zum Umschalten des dritten Ventils 45, 47 in die Schließlage, wenn der Hub des Stufenkolbens aus der Ruhestellung einen vorgegebenen Wert übersteigt, weil das Hydraulikmittei keine ausreichende Druckbeaufschlagung des Verbraucherkreises bewirkt.

Anstelle eines Hauptzylinders mit einer einzigen Arbeitsöffnung kann auch ein Tandem-Hauptzylinder zur Betätigung zweier getrennter Bremskreise verwendet werden, wie er in Fig.2 gezeigt ist, wo die der Fig. 1 entsprechenden Bauteile durch das gleiche, jedoch um 200 erhöhte Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Der Hauptzylinder gemäß Fig.2 ist länger ausgebildet, und die Schraube 223 ist anstelle ihrer gehäusefesten Anordnung am Stopfen 13 mit dem hinteren Ende eines Schwimmkolbens 400 verschraubt, an welchem ferner die Feder 214 anliegt, die über eine Anschlaghülse 402 und den Einsatz 321 auf den Stufenkolben 207, 208 einwirkt.

Der Schwimmkolben 400 kann entweder in dem engeren Bohrungsabschnitt 206 oder, wie in F i g. 2 gezeigt, in einem dritten Abschnitt 404 der Hauptbohrung des Hauptzylinders gleitend angeordnet sein, wobei der Durchmesser Dj des dritten Bohrungsabschnitts 404 größer als der Durchmesser D\ des engeren Bohrungsabschnitts 206, jedoch nicht größer als der Durchmesser D₂ des im Durchmesser erweiterten Bohrungsabschnitts 205 ist. Vor dem Kolben 400 liegt eine vordere Druckkammer 406, die über eine Arbeitsöffnung 409 an einen zweiten, unabhängigen

Bremskreis anschließbar ist. Eine Feder 408 drückt beide Kolben 400 und 207,208 in die gezeigte Ruhelage. Ein weiterer Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel liegt im Halter 244, der aus einer an der Ventilkugel 242 anliegenden Hülse 410 besteht, in deren Innenbohrung der Kopf eines am dritten Ventilkörper 247 befestigten Schaftes 412 sitzt. Um den Schaft 412 in die Innenbohrung der Hülse 410 einführen zu können, ist diese mit einer seitlichen öffnung 414 versehen. Diese Anordnung einschließlich der Feder 248 bildet eine federnd einschiebbare Verbindung zwischen der Hülse 410 und dem Ventilkörper 247. Die Betriebsweise des Tandem-Hauptzylinders gemäß F i g. 2 ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem ersten Ausfuhrungsbeispiel und wird daher nicht näher erläutert. Falls jedoch eine Leckage in dem an die Hochdruckkammer 209 angeschlossenen Bremskreis vorhanden ist, wird das dritte Ventil durch das Auftreffen des Steuerstiftes 229 auf die Schraube 223 geschlossen, welche sich aufgrund der Entstehung eines merklichen Strömungsmitteldrucks in der vorderen Kammer 406 in einer bezüglich des Gehäuses 201 feststehenden Lage befindet. Während des Betriebs bildet somit die dem Schwimmkolben 400 zugeordnete Schraube 223 einen Anschlag für das aus dem Steuerstift 229 bestehende Kraftübertragungselement. Wenn andererseits eine Leckage in dem der vorderen Kammer 406 zugeordneten Bremskreis vorhanden ist, führt diese Leckage zu einer Verschiebung des Schwimmkolbens im Sinne der Fig. 2 nach links. Aufgrund des Unterschieds zwischen den Durchmessern Ch und D₂ bewirkt diese Verschiebung unmittelbar eine Druckverringerung in der Hochdruckkammer 209 und eine künstliche Erhöhung des zur Druckbeaufschlagung des der Kammer 209 zugeordneten Bremskreises erforderlichen Strömungsmittelbedarfs. Um diesen Mangel an Strömungsmittel auszugleichen, verschiebt sich somit der Kolben 207, 208 im Sinne der Fig. 2 weiter nach links. Der Hub des Kolbenabschnitts 208 ist jedoch in Übereinstimmung mit dem Durchmesserverhältnis ChICh größer als der des Schwimmkolbens 400, so daß sich die beiden Kolben 208 und 400 einander nähern, bis der Hub des Stufenkolbens aus der Ruhelage einen vorgegebenen Wert überschreitet, bei dem der Steuerstift 229 auf die Schraube 223 trifft und somit das dritte Ventil 245. 247 geschlossen wird. Bei einer weiteren Verschiebung des Stufenkolbens kann der Hochdruckkammer 209 zusätzliches Hydraulikmittel aus der Niederdruckkammer 212 zugeführt werden, und zwar ohne Betriebsrisiko, da die Durchmesser Ch und D\ etwa gleich sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Stufenhauptzylinder für hydraulische Anlagen, insbesondere für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem in einer abgestuften Bohrung arbeitenden s Stufenkolben, der in dem engeren Bohrungsabschnitt eine mit einem Verbraucher verbundene Hochdruckkammer und in dem weiteren Bohrungsabschnitt eine ringförmige Niederdruckkammer sowie eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Kammer begrenzt, wobei im Kolben ein erster, von der Niederdruck- zur Hochdruckkammer führender Kanal und ein zweiter, von der Niederdruckkammer zu der mit dem Vorratsbehälter verbundenen Kammer führender Kanal vorgesehen ist und wobei im ersten Kanal ein erstes, den Durchfluß in Richtung Hochdruckkammer gestattendes, in der Gegenrichtung sperrendes Schaltventil und im zweiten Kanal ein zweites, in Schließrichtung federbelastetes Schaltventil angeordnet ist, das bei einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen der Niederdruckkammer und der mit dem Behälter verbundenen Kammer in die Offenstellung umschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Kanal (124,27,25,45,46; 324, 227,225,245,

246) zwischen dem zweiten Schaltventil (41,42 j 241, 242) und der mit dem Vorratsbehälter verbundenen Kammer ein drittes, in der Ruhestellung offenes Schaltventil (45, 47; 245, 247) angeordnet ist, das durch eine in Abhängigkeit vom Hub des Stufenkolbens (7, 8; 207, 208) arbeitende Betätigungseinrichtung (23, 29, 129; 223, 229, 329) bei einem einen vorgegebenen Wert übersteigenden Stufenkolbenhub in die Schließstellung verstellbar ist

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (23, 29,129; 223,229,329) ein stangenartiges Kraftübertragungselement (29; 229) aufweist, das mit seinem einen, in die Hochdruckkammer (9; 209) ragenden Ende von einem dem Stufenkolben (7,8; 207,208) in dieser Kammer gegenüberliegenden Anschlag (123; 323)erfaßtbarist.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Kraftübertragungselement (29; 229) durch den ersten Kanal (22, 27; 222, 227) hindurch in den zweiten Kanal (27,25; 227,225) erstreckt und an den beweglichen Ventilkörper (42; 242) des zweiten Schaltventils (41, 42; 241, 242) anlegbar ist und daß der bewegliche Ventilkörper des zweiten Schaltventils einen Teil der Betätigungs- so einrichtung (23,29,129; 223,229,329) bildet.

4. Hauptzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Schaltventil (45, 47; 245, 247) einen über eine einschiebbare federnde Verbindung auf einem Halter (44; 410) angeordneten Ventilkörper (47; 247) aufweist, wobei der Halter (44; 410) durch eine am Stufenkolben (7,8; 207,208) anliegende Feder (43; 243) in Anlage an den beweglichen Ventilkörper (42; 242) des zweiten Schaltventils gedrückt ist.

5. Hauptzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter eine Hülse (410) ist, in deren Innenbohrung der Kopf eines am Ventilkörper (247) des dritten Schaltventils (245,

247) befestigten Schaftes (412) sitzt, wobei die Hülse (410) mit einer seitlichen Öffnung (414) zur Einführung des Kopfes des Schaftes (412) in die Innenbohrung versehen ist.

6. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement ein Steuerstift (292; 229) ist, der gleitend in einer einerseits in die Hochdruckkammer (9; 209) und andererseits in den ersten Kanal (22,27; 222, 227) ragenden Hülse (31; 231) angeordnet ist, daß das mit dem Ventilkörper des zweiten Schaltventils zusammenwirkende Ende (129; 329) des Steuerstiftes eine Schulter aufweist, an der die Hülse (31; 231) anliegt, und daß am Stufenkolben (7, 8; 207, 208) eine Halteeinrichtung (21; 221) zur Begrenzung der Verschiebung der Hülse (31; 231) in Richtung des zweiten Schaltventils (41; 42,241,242) vorgesehen ist

7. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (123; 323) gehäusefest angeordnet ist.

8. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Stufenkolben (207, 208) in Tandem-Bauweise ein Schwimmkolben (400) angeordnet ist, der die Hochdruckkammer (209) von einer vorderen Druckkammer (406) trennt und an dem der Anschlag (323) befestigt ist.

9. Hauptzylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkolben (400) in einem dritten Abschnitt (404) der Gehäusebohrung gleitend angeordnet und der Durchmesser (D₃) des dritten Bohrungsabschnitts größer als der Durchmesser (Dt) des engeren Bohrungsabschnitts (206), jedoch nicht größer als der Durchmesser (D\) des erweiterten Bohrungsabschnitts (205) bemessen ist.