DE2745514A1

DE2745514A1 - Hauptzylinderbaugruppe fuer hydraulische fahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE2745514A1
Application number: DE19772745514
Authority: DE
Inventors: Roy Ernest Edwards; Anthony George Price; John Robert Rees
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1976-10-12
Filing date: 1977-10-10
Publication date: 1978-04-13
Also published as: SU934903A3; GB1591028A; BR7706791A; PL201465A1; JPS5348176A; US4231224A

Description

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Patentanmeldung

Anmelder:

Girling Limited Kings Road, Tyseley Birmingham 11, West Midlands England

Titel: Hauptzylinderbaugruppe für hydraulische Fahrzeugbremsanlagen

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Hauptzvlinderbaugruppe für hydraulische FahrzeugbremBanlagen

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Hauptzylinderbaugruppen für hydraulische Fahrzeugbremsanlagen, wie sie gewöhnlich bei landwirtschaftlichen Zugmaschinen und ähnlichen Fahrzeugen verwendet werden, und bei denen Überströmkammern bei pedalbetätigten Hauptzylindern mit Hilfe einer Überströmöffnung oder eines Überströmkanals sowie von Überströmventilen miteinander verbunden werden können, wobei sich die Überströmventile dadurch vollständig öffnen lassen, daß Kolben in der Bremsbetätigungsrichtung axial bewegt werden.

Solche Hauptzylinder lassen sich zum Abbremsen des Fahrzeugs gleichzeitig oder zum Lenken des Fahrzeugs unabhängig voneinander betätigen.

Bei bekannten Hauptzylindern der genannten Art sind die Überströmventile normalerweise geschlossen, und sie werden durch eine axiale Bewegung des Kolbens in der Bremsenbetatigungsrichtung betätigt. Eine solche in der GB-PS 1 381 407 beschriebene Konstruktion weist eine Überdruckventilanordnung auf, zu der ein zusätzlich zu den Überströmventilen vorhandenes weiteres Ventil gehört, durch welches ein Kriechweg zwischen der Überströmkammer des zugehörigen Hauptzylinders und dem Vorratsbehälter mindestens dann geschaffen wird, wenn das zugehörige Überströmventil geschlossen ist. Hierdurch wird eine

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Drucksteigerung ausgeglichen, die in den Uberströmkammern eintritt, wenn die Überströmventile geschlossen sind und sich das hydraulische Fluid infolge einer Temperaturerhöhung ausdehnt.

Durch die Erfindung ist nunmehr eine Hauptzylinderbäugruppe der genannten Art für Fahrzeugbremsanlagen geschaffen worden, bei der das Überströmventil jedes Hauptzylinders normalerweise offen ist, und bei der sich jedes Überströmventilorgan in eine Schließstellung bewegen läßt, um die Überströmkammer des zugehörigen Hauptzylinders gegenüber dem Vorratsbehälter abzusperren, wenn sich der Druck in der Überströmkammer erhöht, wie es geschieht, wenn der andere Hauptzylinder "für sich betätigt wird.

Vorzugsweise ist das Überströmventil jedes Hauptzylinders mit einer Drossel versehen, die einen beschränkten Durchfluß zwischen der Überströmkammer des betreffenden HauptZylinders und dem Vorratsbehälter zuläßt, wenn das Überströmventil offen ist.

Eine Vereinfachung der Konstruktion ergibt sich, wenn man dafür sorgt, daß die Überströmventile normalerweise offen sind, und wenn Drosseln vorhanden sind, denn die Aufgabe, den Druckraum gegenüber dem Vorratsbehälter eines Hauptzylinders abzusperren, wenn der andere Hauptzylinder betätigt wird, und eine Druckentlastung zu bewirken, um eine thermische Ausdehnung des hydraulischen Fluides in den Uberströmkammern auszugleichen, wird durch das Überströmventil jedes Hauptzylinders erfüllt, ohne daß es erforderlich ist, zusätzliche Ventile oder andere Hilfseinrichtungen zu verwenden.

Vorzugsweise gehören zu jedem Überströmventil ein Sitz, der von einem Bauteil getragen wird, das in der Bremsenbetätigungsrichtung bewegt werden kann, wenn der betreffende Hauptzylinder

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betätigt wird, wobei eine axiale Verlängerung vorhanden ist, ferner ein Ventilorgan, das auf den Druck in der überströmkammer anspricht und in die genannte Verlängerung hineinragt, sowie eine erste Feder, durch die das Ventilorgan normalerweise von dem Sitz weg vorgespannt wird, wobei ein Spielraum zwischen dem Ventilorgan und der Verlängerung einen gedrosselten Strömungsweg zwischen der Uberströmkammer und dem Vorratsbehälter bildet, wenn das Ventilorgan von dem Sitz weg vorgespannt ist, und wobei das Ventilorgan zur Anlage an dem Sitz gebracht werden kann, um den Strömungsweg und das Überströmventil zu schließen, wenn die durch den Druck in der Überströmkammer erzeugte Kraft die Kraft der Feder überschreitet. Eine zweite Feder, deren Vorspannung erheblich geringer ist als diejenige der ersten Feder, kann das Ventilorgan so in Richtung auf den Sitz vorspannen, daß das Ventilorgan zur Anlage an dem Sitz kommt, wenn die durch den Druck in der Überströmkammer erzeugte Kraft die resultierende Differenzkraft der beiden Federn überschreitet.

Das den Sitz tragende Bauteil wird zweckmäßig durch das vordere Ende eines pedalbetätigten Kolbens des Hauptzylinders gebildet, und das Ventilorgan hat die Form eines Bechers, und es ist zur Ausführung begrenzter axialer Relativbewegungen mit einem Ende einer sich in axialer Richtung erstreckenden Stange gekuppelt, die durch das Ventilorgan ragt, und deren von dem Kolben abgewandtes Ende einen Kopf aufweist, welcher mit einem Sitz zusammenarbeitet, der eine mit dem Vorratsbehälter verbundene Nachfüllöffnung umgibt; hierbei kommt die Feder zwischen dem Ventilorgan und der Stange zur Wirkung, um das Ventilorgan normalerweise in Anlage an einem Anschlag auf der Stange zu halten, durch den die Strecke bestimmt wird, längs welcher sich das Ventilorgan von dem Sitz entfernen kann; in Abhängigkeit von einer Bewegung des Kolbens in der Bremsenbetätigungsrichtung kann sich der Sitz von dem Ventilorgan entfernen, wenn das Fluid in einem Druckraum auf der

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Vorderseite des Kolbens unter Druck gesetzt wird, und nachdem der Kopf zur Anlage an dem die Nachfüllöffnung umgebenden Sitz gekommen ist, um den Vorratsbehälter gegenüber dem Druckraum abzusperren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen axialen Schnitt einer doppelten Hauptzylinderbaugruppe ; und

Fig. 2 einen Teil eines vergrößerten axialen Schnitts eines der Hauptzylinder nach Fig. 1.

Zu der in Fig. 1 dargestellten doppelten Hauptzylinderbaugruppe gehören ar ei parallel nebeneinander angeordnete Hauptzylinder, von denen jeder über ein eigenes Pedal betätigbar ist. Die beiden Hauptzylinder sind von gleicher Konstruktion und weisen jeweils einen Zylinderkörper 1 auf, der mit einer Längsbohrung 2 versehen ist, in der ein hydraulischer Kolben 3 arbeitet, auf welchem zwei durch einen Längsabstand getrennte Dichtungen 4 und 5 angeordnet sind. Der Kolben 3 arbeitet an seinem hinteren Ende mit einem teilweise kugelförmigen Kopf 6 einer zugehörigen pedalbetätigten Stoßstange 7 zusammen. Ein Anschlag für den Kopf 6 der Stoßstange 7 wird durch ein ringförmiges Bauteil 8 gebildet, das durch einen Sprengring 9 oder dgl. in seiner Lage gehalten wird, welcher in eine Ringnut innerhalb der Bohrung 2 eingebaut ist.

Der Kolben 3 weist einen axialen Kanal 10 auf, der sich von seinem äußeren Ende aus mindestens über die Hälfte seiner Länge erstreckt und nahe seinem inneren Ende über radiale Öffnungen 11 in Verbindung mit einer ringförmigen Aussparung 12 steht, mit welcher der Kolben 3 auf seiner Außenseite versehen ist, die eine erhebliche axiale Länge hat, und die sich zwischen

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den Dichtungen 4 und 5 erstreckt. Bei jedem Hauptzylinder hat die Aussparung 12 eine solche Länge, daß sie bei jeder möglichen axialen Stellung des Kolbens 3 über eine äußere Uberströmverbindung und einen radialen Überströmkanal 12a in der Wand des Zylinderkörpers 1 in Verbindung mit der entsprechenden Aussparung 12 des Kolbens 3 des anderen Hauptzylinders steht. Der axiale Kanal 10 bildet zusammen mit der ringförmigen Aussparung 12 eine Uberströmkammer.

Zwischen einem Dichtungsring 14 und einer Schulter an der Abstufung zwischen dem Kanal 10 und einer Bohrungserweiterung 15 ist ein Stopfen 13 eingespannt, zu dem der el-astisch verformbare Dichtungsring 14 gehört, welcher in der Bohrungserweiterung 15 am äußeren Ende des Kanals 10 durch einen Sprengring 16 festgehalten wird, der mit dem vorderen Ende des Stopfens 13 zusammenarbeitet, und gemäß Fig. 2 ist außerdem zwischen dem Dichtungsring 14 und der genannten Schulter ein ringförmiger Abstandhalter 17 eingespannt. Der kleinste Innendurchmesser des Abstandhalters 17 ist größer als derjenige des Dichtungsrings 14, so daß der Dichtungsring gegenüber dem Abstandhalter 17 nach innen vorspringt. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Abstandhalter 17 an seinen Enden sich nach innen konisch verjüngende Bohrungsabschnitte von im wesentlichen gleicher Länge auf, die im wesentlichen gleich weit von den Enden des Abstandhalters in einen zylindrischen Bohrungsabschnitt übergehen. Alternativ könnte die Innenfläche des Abstandhalters 17 eine in axialer Richtung konvexe Form haben.

Das vordere Ende der Bohrung 2 steht in Verbindung mit einem Vorratsbehälter 20 für das hydraulische Fluid, und zwar über eine in dem Zylinderkörper 1 ausgebildete Nachfüllöffnung 21, die durch ein Nachfüllventil gesteuert wird, zu dem ein mit einem ringförmigen Ansatz versehener Kopf 22 gehört, der mit einem die Nachfüllöffnung 21 umgebenden Ventilsitz 23 zusammen-

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arbeitet. Der Kopf 22 wird durch das vordere Ende einer sich axial erstreckenden Stange 24 unterstützt, deren anderes Ende durch eine Bohrung 25 des Stopfens 13 ragt und mit einer Verdickung 26 versehen ist, die einen Kopf bildet, welcher als Anschlag mit dem inneren Ende des Stopfens 13 zusammenarbeitet. Der Kopf 26 und die Stange 24 sind mit einer Aussparung 27 versehen, die eine Strömungsverbindung zwischen den Enden des Stopfens 13 bildet.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform kann der gemeinsame Vorratsbehälter 20 durch zwei unabhängige Behälter für die beiden Hauptzylinder ersetzt sein, so daß für jeden Hauptzylinder ein unabhängiger Flüssigkeitsvorrat zur Verfügung steht.

Gemäß Fig. 2 ist auf dem Kopf 26 ein Ventilorgan 28 gleitend geführt, das in den Kanal 10 hineinragt. Das Ventilorgan 28 bildet zusammen mit dem Abstandhalter 17 und dem Dichtungsring 14 ein Überströmventil. Hierbei ist das Ventilorgan 28 mit dem Kopf 26 durch einen Sprengring 29 gekuppelt, der in eine Ringnut 30 auf der Innenseite des Ventilorgans eingebaut ist und teilweise in Eingriff mit einer Ringnut 31 auf der Außenseite des Kopfes 26 steht. Die Ringnut 31 hat eine begrenzte axiale Breite, so daß begrenzte axiale Bewegungen des Ventilorgans 28 gegenüber dem Kopf 26 möglich sind. Normalerweise spannt jedoch eine Druckfeder 32 das Ventilorgan 28 von dem Kopf 26 weg so vor, daß der dem Stopfen 13 benachbarte Rand der Ringnut 30 und der von dem Stopfen abgewandte Rand der Ringnut 31 beide an dem Sprengring 29 anliegen, daß jedoch der Mantelabschnitt des Ventilorgans 28 durch den Abstandhalter 17 ragt und eine Lage einnimmt, in welcher er dem Dichtungsring 14 benachbart ist, wobei der konische Bohrungsabschnitt an dem betreffenden Ende des Abstandhalters 17 einen Einführungsabschnitt für das Ventilorgan 28 bildet. Bei dieser Stellung nach Fig. 2 ist zwischen dem Ventilorgan

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28 iond dem Abstandhalter 17 ein Ringspalt 33 vorhanden, der einen gedrosselten Strömungsweg zwischen der Überströmkammer und einem Druckraum 34 bildet, welch letzterer sich zwischen dem Kolben 3 und dem von dem Pedal abgewandten Ende des Zylinderkörpers 1 erstreckt. Der Druckraum 34 kann über eine radiale Öffnung 35 mit einer Einrichtung zum Betätigen einer Radbremse verbunden werden.

Der den Kopf 26 tragende Teil 36 der Stange 24 ist gemäß Fig. 2 in einem mit öffnungen versehenen Bauteil 37 gleitend geführt, das gemäß Fig. 1 an einer Schulter 38 der inneren Abstufung der Bohrung 2 anliegt und einen Anschlag für das benachbarte Ende einer Ruckstelldruckfeder 39 bildet, deren anderes Ende sich an einer Ringschulter 40 des Kolbens 3 abstützt. Gemäß Fig. 1 stützt sich eine schwache Druckfeder 41, deren Vorspannung erheblich geringer ist als diejenige der Druckfeder 32,ζwischeη dem geschlossenen inneren Ende des Kanals 10 und einer Schulter 42 am benachbarten Ende des Ventilorgans 28 ab, um den Kopf 22 gegen den Ventilsitz 23 vorzuspannen, wenn der Kolben 3 in der Richtung zum Betätigen der Bremse bewegt wird.

Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Stellung, bei welcher der Kolben 3 durch die Druckfeder 39 in seiner vollständig zurückgezogenen Stellung gehalten wird, ist sowohl das Nachfüllventil als auch das Überströmventil geöffnet, so daß der Druckraum 34 in freier Strömungsverbindung mit dem Vorratsbehälter 20 steht, während der Ringspalt 33 eine gedrosselte Strömungsverbindung zwischen dem Druckraum und der Überströmkammer bildet.

Wird der Kolben 3 mit Hilfe des Bremspedals in der Bohrung 2 vorgeschoben, wobei die Feder 39 entsprechend zusammengedrückt wird, genügt schon eine kurze Vorwärtsbewegung, um den Kopf 22 zur Anlage an dem Sitz 23 zu bringen und den Druckraum 34

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gegenüber dem Vorratsbehälter 20 abzusperren. Danach bewirkt jede weitere Bewegung des Kolbens 3 in der gleichen Richtung, daß die Flüssigkeit in dem Druckraum 34 einem Druck ausgesetzt und über die Öffnung 35 der Einrichtung zum Betätigen einer Radbremse zugeführt wird; während dieser Bewegung wird sowohl der Dichtungsring 14 als auch der Abstandhalter 17 von dem Ventilorgan 28 weg bewegt, um den Durchtrittsquerschnitt des Ringspaltes 33 zu vergrößern, damit die Druckflüssigkeit leichter in die Überströmkammer eintreten kann.

Werden beide Hauptzylinder gleichzeitig betätigt, gleichen sich die Drücke in den beiden Überströmkammern und damit auch in den Druckkammern über den Überströmkanal 12a aus, wodurch eine unterschiedliche Abnutzung der Bremsbeläge sowie unterschiedlich eingestellte Laufspiele der Bremsen ausgeglichen werden, wobei die Ventilorgane 28 ihre neutrale Stellung beibehalten. Wird dagegen nur ein Hauptzylinder betätigt, wirkt der erhöhte Fluiddruck in der Überströmkammer des betätigten Hauptzylinders auf das geschlossene Ende des Ventilorgans 28 des nicht betätigten Hauptzylinders, um dieses Ventilorgan in axialer Richtung gegenüber dem zugehörigen Kopf 26 zu bewegen und es zur Anlage an dem Dichtungsring 14 zu bringen, damit die Überströmkammer gegenüber dem Druckraum 34 dieses Hauptzylinders abgesperrt wird. Hierdurch wird verhindert, daß das Druckmittel durch das geöffnete Nachfüllventil zu dem betreffenden Vorratsbehälter 20 zurückgefördert wird.

Bei der Ruhestellung sind normalerweise beide Überströmventile geöffnet, damit ein gedrosseltes Strömen von Flüssigkeit zwischen den Überströmkammern und dem Vorratsbehälter möglich ist, um eine thermische Ausdehnung des Druckmittels auszugleichen.

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Claims

Patentansprüche

1.] Hauptzylinderbaugruppe für eine hydraulische Fahrzeug-

remsanlage, bei der Überströmkammern in pedalbetätigten Hauptzylindern über eine Überströmöffnungbder einen Überströmkanal durch Überströmventile verbindbar sind, die geeignet sind, durch eine axiale Bewegung von Kolben in der Bremsenbetätigungsrichtung vollständig geöffnet zu werden, dadurch gekennzeichnet , daß das Überströmventil (28, 17, 14) jedes Hauptzylinders normalerweise offen ist, und daß sich jedes Überströmventil in seine Schließstellung zum Absperren der Überströmkammer (12) des betreffenden Hauptzylinders gegenüber einem Vorratsbehälter (20) bringen läßt, wenn sich der Druck in der Überströmkammer erhöht, wie es geschieht, wenn der betreffende andere Hauptzylinder für sich allein betätigt wird.

2. Hauptzylinderbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Überströmventil (28, 17, 14) jedes HauptZylinders eine Strömungsdrossel gehört, die ein gedrosseltes Strömen zwischen der Überströmkammer (12) des betreffenden Hauptzylinders und dem Vorratsbehälter (20) zuläßt, wenn das Überströmventil geöffnet ist.

3. Hauptzylinderbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Überströmventil ein Sitzteil (14) gehört, das von einem Bauteil (13) getragen wird, das in der Bremsenbetätigungsrichtung bewegt wird, wenn der betreffende Hauptzylinder betätigt wird, ferner ein sich axial erstreckendes Verlängerungsteil (17), ein auf den Druck in der Überströmkammer (12) ansprechendes, in das Verlangerungsteil hineinragendes Ventilorgan (28), eine erste Feder (32), die

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das Ventilorgan normalerweise von dem Sitzteil weg vorspannt, sowie ein Ringspalt (33) zwischen dem Ventilorgan und dem Verlangerungsteil, der einen gedrosselten Strömungsweg zwischen der Uberströmkammer und dem Vorratsbehälter (20) bildet, wenn das Ventilorgan von dem Sitzteil weg vorgespannt ist, wobei das Ventilorgan zur Anlage an dem Sitzteil bringbar ist, um den gedrosselten Strömungsweg und das Überströmventil zu schließen, wenn die das Ventilorgan gegen das Sitzteil vorspannende Kraft die Kraft der Feder überschreitet, und wobei die das Ventilorgan gegen das Sitzteil vorspannende Kraft mindestens gleich der Kraft ist, die durch den Druck in der Uberströmkammer auf das Ventilorgan aufgebracht wird.

4. Hauptzylinderbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Feder (41), deren Vorspannung erheblich geringer ist als diejenige der ersten Feder (32), das Ventilorgan (28) entgegen der Kraft der ersten Feder gegen das Sitzteil (14) derart vorspannt, daß das Ventilorgan zur Anlage an dem Sitzteil gebracht wird, wenn der Druck in der Überströmkammer eine Kraft erzeugt, die größer ist als die resul-tierende Differenzkraft der beiden Federn.

5. Hauptzylinderbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (13), welches das Sitzteil (14) trägt, das vordere Ende eines pedalbetätigten Kolbens (3) des betreffenden HauptZylinders bildet, daß das Ventilorgan (28) becherförmig und zur Ausführung axialer Relativbewegungen längs einer begrenzten Strecke mit einem Ende einer axialen Stange (24) gekuppelt ist, auf der das Ventilorgan gleitend geführt ist, daß das von dem Kolben (3) abgewandte Ende der Stange einen Kopf (22) trägt, der mit einem Sitz (23) zusammenarbeitet, welcher eine mit dem Vorratsbehälter (20) verbundene Nachfüllöffnung (21) umgibt, daß sich die erste Feder (32) zwischen dem Ventilorgan und der Stange abstützt, um das Ventilorgan normalerweise gegen einen Anschlag der Stange vorzu-

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spannen, welcher die Strecke bestimmt, längs welcher sich das Ventilorgan von dem Sitzteil entfernen kann, und daß es dem Sitzteil möglich ist, sich von dem Ventilorgan zu entfernen, wenn der Kolben in der Bremsenbetätigungsrichtung bewegt wird, um ein Fluid in einem Druckraum (34) auf der Vorderseite des Kolbens einem Druck auszusetzen, nachdem der genannte Kopf zur Anlage an dem zugehörigen Sitz am Rand der Nachfüllöffnung gebracht worden ist, um den Vorratsbehälter gegenüber dem Druckraum abzusperren.

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