DE2910137A1

DE2910137A1 - Hauptbremszylinder

Info

Publication number: DE2910137A1
Application number: DE19792910137
Authority: DE
Inventors: Robert F Gaiser
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Robert Bosch Technology Corp
Priority date: 1978-03-27
Filing date: 1979-03-15
Publication date: 1979-10-11
Also published as: FR2421090B1; JPS6233977B2; DE2910137C2; AU518546B2; IT7921279A0; JPS54145870A; ES478978A1; AU4517479A; FR2421090A1; GB2017240A; IT1111226B; GB2017240B; MX148339A; CA1112268A

Description

Hauptbremszylinder

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder, insbesondere einen Hauptbremszylinder für die Bremsanlage eines Fahrzeuges. Die Herstellung von Hauptbremszylindern erfolgtüblicherweise durch Vergießen von geschmolzenem Metall zu einer speziellen Form im Sandguß oder Kokillenguß» Wenn das geschmolzene Metall abgekühlt ist, wird der Sand oder der Kern aus irgendwelchen darin befindlichen Hohlräumen entfernt. Während das geschmolzene Metall abkühlt, wird am Umfang des Gußteils eine gleich-

infolge von Lufteinschluß förmige dichte Oberfläche erzeugt; im Inneren können jedoch / einige Hohlräume auftreten. Wenn danach das Gußteil durch maschinelle Bearbeitung in seine Endform gebracht wird (wie der Hauptbremszylinder in der US-PS 3 701 257), besteht die Möglichkeit, daß einige der Hohlräume in den Druckkammern freigesetzt werden. Wenn ein Hauptbremszylinder eingebaut würde, bei dem in der Bohrung ein Hohlraum freigesetzt wird, und zwar zusätzlich dazu, daß ein möglicher Leckpfad für das Hochdruck-Strömungsmittel in der Druckkammer geschaffen wird, ist es möglich, daß die Dichtungen beschädigt werden, wenn sie sich an derartigen Hohlräumen vorbeibewegen. Wenn daher bei der maschinellen Bearbeitung ein Hohlraum in der Bohrung freigesetzt wird, wird der Hauptbremszylinder aus Sicherheits-

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gründen automatisch als Ausschuß behandelt. Es wird geschätzt, daß zwischen 2 °/> und 5 % der hergestellten Gehäuse Ausschuß darstellen, und zwar wegen der potentiellen Gefahren, die durch das Freisetzen von Hohlräumen während der maschinellen Bearbeitung geschaffen werden.

Es ist festgestellt worden, daß Spritzguß im Vergleich zu Sandoder Kokillenguß eine glattere Oberfläche mit dünneren Abmessungen und engeren Herstellungstoleranzen erzeugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptzylinder mit einer Kolbenanordnung, die das darin befindliche Strömungsmittel in Abhängigkeit von einer Betätigungskraft unter Druck setzt, zu schaffen, wobei der Hauptzylinder eine Spritzgußoberfläche aufweist. Die erfindungsgemäße Lösung ist in Anspruch angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Erfindung wird somit ein Hauptzylinder mit einer schräg bzw. konisch verlaufenden Bohrung geschaffen, durch dessen Kolbenanordnung Strömungsmittel unter Druck gesetzt und an eine druckempfindliche Einrichtung abgegeben wird.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

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Figur 1 eine schematische Darstellung einer Bremsanlage mit einem Querschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten Hauptbremszylindersj

Figur 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Kolbenanordnung des Hauptbremszylinders der Figur 1;

Figur 3 einen Querschnitt des in Figur 1 mit gestrichelten Linien 3 umrissenen Bereichs zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Hülse, der Lippendichtung, dem Primärkolben und dem Lagerteil der Kolbenanordnung in entlasteter Stellung;

Figur 4

einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Figur 3;

Figur 5 einen Querschnitt des in Figur 1 mit gestrichelten Linien 3 umrissenen Bereichs zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Hülse, der Lippendichtung, dem Primärkalben und dem Lagerteil der Kolbenanordnung in der Betriebsstellung.

Bei der in Figur 1 gezeigten Bremsanlage 10 ist ein Hauptbremszylinder 12 mit den Vorderradbremsen 14 und den Hinterradbremsen durch eine Leitung 1B bzw. eine Leitung 20 verbunden. In Abhängigkeit von einem "Eingangssignal", das von einem Bremspedal über eine Schubstange 24 eingegeben wird, wird der Haupt-

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bremszylinder 12 betätigt, um einen Bremsvorgang hervorzurufen.

Der Hauptbremszylinder 12 besitzt ein als Gußteil ausgebildetes Gehäuse 26 mit einer darin angeordneten Bohrung 28. Die Bohrung 28 weist mehrere abgestufte Bohrungsabschnitte 30, 32, 34, 36 und 38 auf, die bezüglich einer durch die Bohrung 28 verlaufende Axialebene eine Neigung bzw. Konizität von ungefähr 1 besitzen. Diese Neigung bzw. Konizität wird dem Gehäuse während des Gießvorganges verliehen und dient dazu, den Kern einer Gießform entfernen zu können, nachdem das Metall im Gehäuse 26 sich ausgehend vom geschmolzenen Zustand abgekühlt hat. Das Gehäuse 26 besitzt einen ersten Ausgleichsdurchlaß 40 und einen zweiten Ausgleichsdurchlaß 42, durch die die Bohrung 28 mit Kammern 44 bzw. 46 im StrömungsmittelbehältBr verbunden ist.

Eine Kalbenanordnung 48, die in der Bohrung 28 angeordnet ist, besitzt einen ersten Kolben 52 und einen zweiten Kolben 54. Wie in Figur 2 gezeigt, besitzt der zweite Kolben 54 einen zylindrischen Körper 60 mit einem ersten Durchmesser und einem zweiten Durchmesser. Der zylindrische Körper 60 weist eine Bohrung 62 auf, die sich durch den ersten Durchmesser hindurch in den zweiten Durchmesser erstreckt. Eine Reihe von Öffnungen 64, 64·, 64'« und 64·" verbindet die Bohrung 62 mit der Bohrung 28. Ein in der Bohrung 62 angeordnetes Halteteil 55 ist mit einem Schaft 66 versehen, der am Kolben 52 befestigt ist, um als "Käfig" für eine Feder 58 zu dienen und um dadurch

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zunächst einen Abstand zwischen den Kolben 52 und 54 festzulegen, wodurch die Größe einer ersten Druckkammer 56 in der Bohrung 2B bestimmt wird.

Der Kolben 54 ist mit einer nach außen vorstehenden Lippe versehen, die am einen Ende einer Feder 59 anliegt, um den zweiten Kolben 54 vom Boden der Bohrung 2B fernzuhalten und die Größe einer zweiten Druckkammer 72 festzulegen.

Eine Hülse 74 liegt mit einem ersten Ende 76 an einer Schulter 7B an, die die Bohrungsabschnitte 36 und 38 trennt, so daß ihr zweites Ende 80 angrenzend an dem Ausgleichsdurchlaß 42 angeordnet ist. Eine Lippendichtung 115 im Bohrungsabschnitt 32 der Bohrung 28 ist außerdem durch das Ende 80 so positioniert, daß sie die Strömungsmittelverbindung zwischen den Kammern 46 und 72 steuert. Die Hülse 74 besitzt eine Schulter 82, die eine O-Ringdichtung 84 gegen eine Schulter 86 hält, die die Bohrungsabschnitte 32, 34 trennt, um eine Strömungsmittelverbindung von der Kammer 56 zwischen den Bohrungs-aabschnitten 32 und 34 der Bohrung 28 zu unterbinden. Zusätzlich besitzt die Hülse 74 eine weitere Schulter 88, die eine O-Ringdichtung 90 gegen eine Schulter 92 hält, die die Bohrungsabschnitte 34 und 36 trennt, um eine Strömungsmittelverbindung von der Kammer 56 zwischen den Bohrungsabschnittem 34 und 36 zu unterbinden.

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In der gleichen Weise liegt eine O-Ringdichtung 94 am zylindrischen Körper 60 des Kolbens 54 an, um eine Strömungsmittelverbindung zwischen den Kammern 56 und 72 zu verhindern; die O-Ringdichtung 94 ist angrenzend an einer Rippe 96 angeordnet, die am zweiten Ende der Hülse 74 durch einen Federhalter 98 positioniert ist.

Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, besitzt die Hülse 74 einen Schenkel 100, der zu seinem zylindrischen Körper 102 innerhalb der Bohrung 28 ausgerichtet, um die Neigung bzw. Konizität des Bohrungsabschnittes 34 zwischen dem ersten und zweiten Ausgleichsdurchlaß 40 bzw. 42 auszugleichen. Die Lippe 70 liegt an der Innenfläche 104 der Hülse 74 an, und der zylindrische Körper 102 liegt an einer Lagerfläche 106 der Rippe 96 an, um den Kolben 54 im Bohrungsabschnitt 32 der Bohrung 28 auszurichten bzw. zu zentrieren.

Ein Lagerteil 110, das den zylindrischen Körper des Kolbens 52 umgibt, liegt am Ende 76 der Hülse 74 an und positioniert dadurch eine Lippendichtung 114 angrenzend am Schenkel 100 und richtet Kanäle 112 zu dem Ausgleichsdurchlaß 40 sowie einer Nut 113 im Lagerteil 110 aus. Eine Dichtung 116, die in einer Nut 118 des Lagerteils 110 angeordnet ist, verhindert eine Strömungsverbindung vom Ausgleichsdurchlaß 40 zu der Umgebung entlang des Bohrungsabschnitts 38 der Bohrung 28.

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Ein Schnappring oder ein anderes Befestigungsmittel 140 greift am Lagerteil 110 an und hält dadurch die Kalbenanordnung 4Θ innerhalb der Bohrung 2B.

Um sicherzustellen! daß die Bohrung 28 mit dem Strömungsmittelbehälter in Verbindung steht, wirken die Lippendichtungen 114, 115 und die Kolben 52, 54 in der Weise zusammen, daß sie, wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, Strömungsverbindungen zwischen der Kammer 56 und der Kammer 44 bzw. der Kammer 72 und der Kammer 46 bilden.

Die Lippendichtungen 114 und 115 sind gleich ausgebildet, mit Ausnahme ihrer Größe, und somit sind die speziellen Einzelheiten, die hinsichtlich der Lippendichtung 114 in den Figuren 4 und 3 dargestellt sind, in gleicher Weise auf die Lippendichtung 115 anwendbar.

Die Lippendichtung 114 besitzt einen ringförmigen Grundabschnitt 120 mit daran vorgesehenen Schenkeln 122 und 124. Eine Reihe radialer Nuten 126, von denen nur eine in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist und die auf der Rückseite 128 des Grundabschnitts 120 angeordnet sind, bilden eine Strömungsverbindung von der Nut 113 im Lagerteil 110 zu der zylindrischen Fläche 130 des Kolbens 52. Eine Nut 132 an der Umfangsflache 134 des Schenkels 122 verbindet die radialen Nuten 126 mit einer Reihe von gekehlten Nuten 136 am Ende der zylinrischen Fläche 130,

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wodurch eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Kammer 44 und der Kammer 56 gebildet wird, um das Strömungsmittel darin in vollständig gefülltem Zustand zu halten.

Ein Deckel 139 mit einer Kappe 142 und einer Membran 144 ist am Gehäuse 26 befestigt. Die Membran 144 weist einen ersten Wulst 146 an ihrer Umfangsfläche und einen zweiten Wulst 14Θ auf, der die Membran 144 in zwei Abschnitte 152 und 154 unterteilt. Eine erste Nut 156 ist im ersten Abschnitt 152 angeordnet, und eine zweite Nut 158 ist im zweiten Abschnitt 154 angeordnet. Die Kappe 142 ist mit darauf vorgesehenen Rippen 160 versehen, die in Nuten 156 und 158 angeordnet sind, um die Membran 144 in Richtung auf die Wände 164, 166 und 168 elastisch vorzuspannen und den Deckel 140 am Gehäuse 26 zu befestigen und somit die Kammern 44 und 46 gegenüber der Umgebung abzudichten.

Wenn ein Fahrer in einem Fahrzeug, das mit einer Bremsanlage gemäß Figur 1 ausgerüstet ist, einen Bremsvorgang durchführen möchte, erzeugt eine Eingangskraft eine bogenförmige Bewegung des Pedals 22 um den Zapfen 25 und eine lineare Bewegung der Schubstange 24. Diese lineare Eingangsbewegung hat gleichzeitig eine Bewegung der Nuten 136, 137 der Kolben 52, 54 an den Nuten 132, 133 vorbei zur Folge, währen die Rückholfeder 59 überwunden wird, wodurch die Verbindung zwischen den Kammern 56 und 72 bzw. den Kammern 44 und 46 unterbrochen wird. Eine

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Bewegung der Kolben 52, 54 in die Kammern 56, 72 hinein hat eine proportionalen Druckanstieg des darin befindlichen Strömungsmitteldrucks zur Folge, und die Radbremsen 14, 16 werden mit Strömungsmitteldruck versorgt, wodurch die Bremsen betätigt werden.

Wie in Figur 5 gezeigt, bleibt die Lippendichtung 114 stationär, während sich der Kolben 52 in die Kammer 56 hineinbewegt, um das darin befindliche Strömungsmittel unter Druck zu setzen. Der Strömungsmitteldruck in der Kammer 56 wirkt auf die Lippendichtung 114 so ein, daß der Schenkel 124 gegen die Hülse 74, die Fläche 128 gegen das Lagerteil 110 und die Fläche 134 des Schenkels 122 gegen die zylindrische Fläche 130 des Kolbens 52 gehalten werden, wodurch eine Strömungsverbindung zur Kammer 44 des Strömungsmittelbehälters verhindert wird.

Nach Beendigung der auf das Pedal 22 ausgeübten Eingangskraft wirkt die Rückholfeder 59 auf den zweiten Kolben 54, und sie bewegt den ersten sowie zweiten Kolben 52 bzw. 54 in Richtung auf einen Anschlag 140. Wenn Spitzen 142 und 144 der Nuten 136, 137 die Nuten 132, 133 erreichen, wird eine Strömungsverbindung zwischen den Kammern 56 und72 sowie den Kammern 44 und 46 des Reservoirs eingeleitet, und zwar durch eine definierte Strömungsverbindung, die von den Nuten 126 gebildet wird, wodurch sichergestellt wird, daß in der Bremsanlage möglicherweise verlorengegangenes Strömungsmittel wieder

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aufgefüllt wird, ehe der Fahrer erneut eine Bremsbetätigung einleitet.

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Claims

The Bendix Corporation Executive Offices Bendix Center Southfield, Michigan 4B076 2910137 U · 3 « A · M-4BB4 13. März 1979 Patentansprüche

1. Hauptzylinder, insbesondere Hauptbremszylinder für die Bremsanlage eines Fahrzeuges, mit einem Gehäuse, in dem eine Bohrung gebildet ist, einer Kolbenanordnung mit einem ersten und einem zweiten Kolben, die in der Bohrung bewegbar angeordnet sind, um darin eine erste und eine zweite Druckkammer zu bilden, die an einer ersten bzw. einer zweiten druckabhängigen Einrichtung anschließbar sind, wobei jeder der Kolben mit einer entsprechenden Dichtung zusammenwirkt, um die Strömung von einem Strömungsmittelbehältef in die entsprechenden Druckkammern zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahrung [28) schräg verlaufend bzw. konisch ausgebildet ist, daß eine Hülse (74) in der Bohrung (28) angeordnet ist, daß die beiden Dichtungen (114, 115) der Hülse (74) zugeordnet sind, daß der erste und zweite Kolben (52 bzw. 54) an der ersten bzw. zweiten Dichtung (114 bzw. 115) anliegt und mit dem Gehäuse so zusammenwirkt, daß eine erste und eine zweite Kammer gebildet werden, und daß eine Lageanordnung (11Q) zumindest einen Teil der Kolbenanordnung umgibt und mit

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der Hülse (74) i° Eingriff steht, um die erste und zweite Dichtung (114, 115) in einer stationären Lage bezüglich der Bohrung (28) zu halten.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (74) mehrere Öffnungen (64, 64·, 64'·, 64"') aufweist, durch die das Strömungsmittel in der ersten Kammer mit einem ersten Auslaß verbunden wird.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenanordnung einen ersten zylindrischen Körper (52), der in der Bohrung (28) durch die Lageranordnung (110) positioniert wird, sowie einen zweiten zylindrischen Körper (54) aufweist, der in der Bahrung (28) durch eine Lippe an der Hülse (74) positioniert wird.

4. Hauptzylinder nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine erste Feder (58), die zwischen dem ersten und zweiten zylindrischen Körper (52 bzw. 54) angeordnet ist, um die Größe der Kammer festzulegen, sowie eine zweite Feder (59), die zwischen dem zweiten zylindrischen Körper (54) und der Hülse (74) angeordnet ist, um den ersten und zweiten zylindrischen Körper aus der ersten und zweiten Kammer heraus in Richtung auf eine Ruhestellung zu drücken.

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5. Hauptzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Dichtung jeweils mehrere radiale Nuten [126) aufweisen, die eine definierte Strömungsverbindung zwischen dem Strömungsmittelbehälter und der Bohrung [2B) bilden.

6. Hauptzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite zylindrische Körper jeweils einen genuteten Abschnitt (136, 137) aufweisen, die an deren Ende angeordnet sind, um eine Verlängerung zwischen der definierten Strömungsverbindung und der ersten sowie zweiten Kammer zu bilden.

7. Hauptzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite zylindrische Körper einen Abschnitt mit einem ersten Durchmesser und einen Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser aufweist, wobei der Abschnitt mit dem ersten Durchmesser an seiner Umfangsflache eine Lippe (70) aufweist, die an der zweiten Feder (59) anliegt, wobei die Lippe (70) mit der Hülse (74) in Eingriff steht, um den Abschnitt mit dem ersten Durchmesser im wesentlichen in der Mitte der Bohrung in der zweiten Kammer zu halten.

8. Hauptzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite zylindrische Körper eine zweite Bohrung aufweist, die sich durch den Abschnitt mit dem ersten Durchmesser erstreckt und in den Abschnitt mit dem zweiten Durchmesser

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verläuft, wobei die erste Feder (58) in der zweiten Bohrung angeordnet ist, um eine kompakte bauliche Einheit zu bilden.

9. Hauptzylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite zylindrische Körper mehrere Öffnungen aufweist, die in dem Abschnitt mit dem ersten Durchmesser angeordnet sind, damit eine freie Strömung zwischen der zweiten Bohrung und der ersten Kammer bei einer relativen Bewegung zwischen dem ersten und zweiten zylindrischen Körper ermöglicht wird.

10. Hauptzylinder nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Wand (168), die den Strömungsmittelbehälter in zwei Kammern unterteilt, eine Membran, die einen ersten Wulst an ihrer Umfangsflache sowie einen zweiten Wulst aufweist, wobei die beiden Wulste mit Nuten versehen sind, und einen Deckel, an dem eine erste und eine zweite Rippe vorgesehen sind, die in die Nuten greifen, um den ersten und den zweiten Wulst gegen das Gehäuse und die Wand vorzuspannen und dadurch die erste und zweite Kammer gegenüber der Umgebung abzudichten.

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