DE29906704U1

DE29906704U1 - Hauptzylinder für eine hydraulische Bremsanlage

Info

Publication number: DE29906704U1
Application number: DE29906704U
Authority: DE
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2009-04-16

Description

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Hauptzylinder für eine hydraulische Bremsanlage

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für eine hydraulische Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 195 20 671 ist ein Hauptzylinder für eine hydraulische Bremsanlage bekannt, bei dem zwei Kolben Bremsfluid aus je einem Druckraum zu Radzylindern verdrängen, um mit den Radzylindern zusammenwirkende Bremsbacken zu betätigen. Bei einem Verschleiß der Bremsbacken, genauer der Reibbeläge, muß aufgrund der in den Radzylindern nachrutschenden Radbremskolben im Bremssystem ein Volumenausgleich durch Bremsfluid erfolgen.

Hierzu werden in der Ruhelage der Kolben die ihnen zugeordneten Druckräume durch je eine radiale Verbindungsbohrung in den Kolben mit einem Bremsfluidreservoir verbunden, so daß Bremsfluid in die Druckräume nachströmen kann. Bei einer Bewegung der Kolben aus ihrer Ruhelage überfahren die Verbindungsbohrungen je einen Dichtring, wodurch die Verbindung zum Bremsfluidreservoir unterbrochen wird und in den Druckräumen ein Druckaufbau stattfinden kann. Die Dichtringe sorgen für eine Abdichtung zwischen den Kolben und dem Hauptzylindergehäuse und weisen dazu eine erste Dichtlippe auf, die an einem inneren Umfangsrand des Dichtrings zum Druckraum gerichtet im wesentlichen axial absteht.

Hierbei besteht das Problem, daß während des Bewegens jedes der Kolben aus seiner Ruhelage zwischen der Druckkammer und dem Bremsfluidreservoir solange ein Druckausgleich stattfinden kann, bis die Verbindungsbohrung die zum Druckraum gerichtete axial abstehende Dichtlippe überfahren hat. Der Kolben muß also einen verhältnismäßig großen Leerhub zurücklegen, erst danach ist ein Bremsdruckaufbau möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptzylinder für eine hydraulische Bremsanlage bereitzustellen, dessen

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Ansprechverhalten durch eine Verkürzung des genannten Leerhubes verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hauptzylinder gelöst, der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Der erfindungsgemäße Hauptzylinder stellt mit dem am Dichtring vorhandenen Dichtwulst eine zusätzliche Abdichtung auf der der Verbindungsbohrung des Kolbens zugewandten Seite des Dichtrings bereit. Bei einer Bewegung des Kolbens aus der Ruhelage überfährt die Verbindungsbohrung zunächst den Dichtwulst und wird an diesem unmittelbar abgedichtet. Weil bei einer Bewegung des Kolbens aus der Ruhelage zunächst nur ein geringer Druck im Druckraum entsteht, reicht der Dichtwulst für eine sichere Abdichtung aus. Bei weiterem Druckanstieg übernimmt wie bisher die erste Dichtlippe die eigentliche Abdichtung, die deshalb auch als Hochdruckdichtlippe bezeichnet wird. Der Leerhub des Kolbens des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist auf diese Weise erheblich verringert.

Darüberhinaus bildet der zusätzliche Dichtwulst zusammen mit der ersten Dichtlippe eine insgesamt verbesserte Abdichtung zwischen dem Druckraum und dem Bremsfluidreservoir.

Der Dichtwulst ist vorteilhaft bauchig ausgebildet und weist insbesondere einen zumindest annähernd kreissegmentformigen, vorzugsweise halbkreisförmigen Querschnitt auf. Ein Verschleiß des Dichtwulstes beim Überfahren der Verbindungsbohrung ist dadurch minimiert und zugleich wird eine unmittelbare Abdichtung der Verbindungsbohrung erreicht, indem der Dichtwulst etwas in die Verbindungsbohrung eintaucht, wenn diese den Dichtwulst überfährt.

Besonders vorteilhaft weist die Dichtlippe des Dichtrings eine radial gerichtete, umlaufende Dichtkante und einen axial gerichteten Dichtsteg auf. Da der Dichtring durch den radial anliegenden Dichtwulst gestützt und positioniert ist, kann die

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Dichtkante und der Dichtsteg der Dichtlippe besonders robust und langlebig abdichten.

Vorteilhaft ist der radial innere Umfangsrand des Dichtringes mit einer Mikroprofilierung, insbesondere mit einer Mikro-

rillierung, versehen. Die Mikroprofilierung erzeugt ein zusätzliches Flüssigkeitsschmierpolster, mit dem die durch den Dichtwulst hervorgerufene, zusätzliche Reibung größtenteils kompensiert werden kann.
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Ferner ist der Dichtring vorteilhaft durch einen Stützsteg weitergebildet, der sich zwischen der ersten und einer zweiten, am äußeren Umfangsrand des Dichtrings vorhandenen Dichtlippe axial zum Druckraum hin erstreckt. Der Stützsteg versteift den Dichtring und positioniert ihn in axialer und radialer Richtung. Die Abdichtung des Dichtrings ist dadurch verbessert.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hauptzylinders wird im folgenden anhand der beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Hauptzylinder im Längsschnitt,

Fig. 2 einen in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt mit einem Dichtring in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 den Dichtring aus Fig. 2 in nochmals vergrößerter Darstellung.

In Fig. 1 ist ein Hauptzylinder 10 mit einem Gehäuse 12 und einer darin ausgebildeten, einseitig offenen gestuften Bohrung 14 dargestellt. Am offenen Ende der Bohrung 14 ist ein Primärkolben 16 angeordnet, der durch eine sich an einem Sekundärkolben 18 abstützende Feder 20 axial vorgespannt ist und zusammen mit einem Zwischengehäuse 22 einen Druckraum 24 für Bremsfluid (nicht dargestellt) bildet. Die Relativstellung des Primärkolbens 16 zum Sekundärkolben 18 ist durch ineinanderschiebbare Hülsen 26 und 28 begrenzt, auf denen die Feder 20 geführt ist.

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Der Primärkolben 16 ist mittels eines Dichtringes 30 und einer Dichtung 32 radial abgedichtet, axial geführt und dabei längs einer Achse 34 verschiebbar. Am in Fig. 1 rechten Ende des Primärkolbens 16 ist ferner ein axiales Sackloch 36 ausgebildet, in das eine Betätigungsstange (nicht dargestellt) eingesetzt ist.

Der Sekundärkolben 18 ist im Bereich einer inneren Stufe 38 der Bohrung 14 angeordnet und durch eine am Boden der Bohrung 14 abgestützte Feder 40 vorgespannt. Der Sekundärkolben 18 bildet zusammen mit dem Gehäuse 12 einen zweiten Druckraum 42 für Bremsfluid (nicht dargestellt) und ist durch einen Dichtring sowie eine Dichtung 46 radial abgedichtet und dabei axial geführt. Der Sekundärkolben 18 ist wie der Primärkolben 16 längs der Achse 34 verschiebbar.

Bei Betätigung des Hauptzylinders 10 mittels der Betätigungsstange dienen der Primärkolben 16 und der Sekundärkolben 18 zum Fördern des Bremsfluids in Leitungen (nicht dargestellt), die zu Radzylindern (nicht dargestellt) führen und dort mittels Radbremskolben (nicht dargestellt) ein Anpressen eines Reibbelags (nicht dargestellt) gegen eine Reibfläche (nicht dargestellt) bewirken.

In der inneren Stufe 38 sind aufeinanderfolgend ein Stützring 48, der Dichtring 44 und ein Distanzring 50 eingesetzt. In den Distanzring 50 ist innenseitig die Dichtung 4 6 und außenseitig eine Dichtung 52 eingesetzt, die zum Gehäuse 12 abdichtet.

Am Distanzring 50 stützt sich axial eine Scheibe 54 und das im wesentlichen rohrförmige Zwischengehäuse 22 ab. Das Zwischengehäuse 22 ist auf seiner Außenseite zum Gehäuse 12 mittels einer Dichtung 56 abgedichtet. Am bezogen auf Fig. 1 rechten Ende des Zwischengehäuses 22 ist in einer innenseitigen Stufe 58 des Zwischengehauses 22 ein Stützring 60, der Dichtring 30 und ein Distanzring 62 eingesetzt. Der Stützring 60 und der Dichtring 30 sind baugleich zum Stützring 48 bzw. Dichtring 44. Der Distanzring 62 erstreckt sich bis in das offene Ende der Boh-

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rung 14, ist zum Gehäuse 12 durch eine Dichtung 64 abgedichtet und weist am rechten Ende einen innenseitigen Absatz mit der Dichtung 3 2 auf. In der Öffnung der Bohrung 14 ist ein Verschlußring 66 befestigt, so daß die Bauteile 48, 44, 50, 46, 52, 54, 22, 56, 60, 30, 62, 64 und 32 in der Bohrung 14 relativ zueinander festgelegt sind.

Der Primärkolben 16 weist vom Druckraum 2 4 abgewandt unmittelbar hinter dem Dichtring 3 0 eine radiale Verbindungsbohrung 68 auf, die den Druckraum 2 4 nach außen zu einer radialen Bohrung 70 im Distanzring 62, einer radialen Bohrung 72 im Zwischengehäuse 22, einem Ringkanal 74 und einem Kanal 76 zu einem Anschluß 78 des Bremsfluidreservoirs verbindet. In gleicher Weise ist im Sekundärkolben 18 vom Druckraum 4 2 abgewandt unmittelbar hinter dem Dichtring 44 eine radiale Verbindungsbohrung 79 ausgebildet, die den Druckraum 42 nach außen mit einer radialen Bohrung 8 0 im Distanzring 50, einem Kanal 81 zu einem Anschluß 82 eines Bremsfluidreservoirs (nicht dargestellt) verbindet.

In Fig. 1 ist die Stellung dargestellt, in welcher der Hauptzylinder 10 nicht betätigt und daher der Primärkolben 16 und der Sekundärkolben 18 durch die Federn 2 0 bzw. 4 0 in ihrer Ruhelage vorgespannt sind. In dieser Ruhelage verbinden die Verbindungsbohrungen 68 und 79 die Druckräume 24 und 42 mit dem Bremsfluidreservoir. Bremsfluid kann daher in die Druckräume 24 und 42 nachfließen, wenn dies aufgrund eines Nachstellens der Radzylinder infolge von Reibbelagverschleiß erforderlich ist.

Bei einer Betätigung des Hauptzylinders 10 werden der Primärkolben 16 und der Sekundärkolben 18 bezogen auf Fig. 1 nach links bewegt. Die Verbindungsbohrungen 68 und 79 überfahren die Dichtringe 30 bzw. 44, so daß die Druckräume 24 und 42 vom Bremsfluidreservoir getrennt und dadurch in ihnen Druck aufgebaut werden kann, der durch die Leitungen zu den Radzylindern geleitet wird.

In Fig. 2 ist beispielhaft für die Dichtringe 30 und 44 der Dichtring 3 0 im eingebauten Zustand und in vergrößertem Maßstab

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dargestellt. Der Dichtring 30 weist einen im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Hauptkörper 83 auf, von dem etwa radial mittig ein Stützsteg 84 axial absteht. Der Dichtring 30 ist durch den Hauptkörper 8 3 und den Stützsteg 84 zwischen dem Stützring 60 und dem Distanzring 62 axial gehalten und dabei leicht vorgespannt- Die Vorspannung wirkt dabei durch den Stützsteg 84 auf das Zentrum des Hauptkörpers 83 und drängt diesen in radialer Richtung nach innen und außen. Durch einen am Stützring 60 ausgebildeten Absatz 85 ist der Stützsteg 84 des Dichtrings 30 zusätzlich radial geführt.

Am inneren Umfangsrand 86 des Dichtrings 3 0 ist eine erste Dichtlippe 87 ausgebildet, die zum Druckraum 24 hin gerichtet axial absteht und am äußeren Umfang des Primärkolbens 16 anliegt. Am äußeren Umfangsrand 88 des Dichtrings 3 0 ist eine zweite Dichtlippe 89 ausgebildet, die ebenfalls zum Druckraum 24 hin gerichtet in einem geringen Winkel zur Achse 34 axial absteht und am inneren Umfang des Zwischengehäuses 22 anliegt. Die beiden Dichtlippen 87 und 89 bilden Hochdruckdichtlippen, welche den Druckraura 24 zur Bohrung 72 und damit zum Bremsfluidreservoir abdichten.

Am inneren Umfangsrand 86 des Dichtrings 30 ist vom Druckraum 24 abgewandt ein Dichtwulst 90 ausgebildet. Der Dichtwulst 90 schließt radial unmittelbar an einen Rücken 91 des Hauptkörpers 83 an, welcher am Distanzring 62 anliegt. Der Dichtwulst 90 bildet eine zusätzliche Niederdruckdichtung zum Primärkolben 16.

In Fig. 2 ist der Primärkolben 16 ebenfalls in seiner Ruhelage dargestellt. Bei Bewegen des Primärkolbens 16 aus der Ruhelage wird die Verbindungsbohrung 68 bezogen auf Fig. 2 nach links bewegt und überfährt dabei zunächst den Dichtwulst 90. Dieser verschließt die Verbindungsbohrung 68, bevor sie nach Überwinden eines Weges s zur Dichtlippe 87 gelangt. Hierdurch wird eine im Vergleich zu bekannten Dichtringen vorzeitige Schließung der Verbindungsbohrung 68 erzielt und dadurch der Leerhub

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des Primärkolbens 16 (und in gleicher Weise der Leerhub des Sekundärkolbens 18) um den Weg s verringert.

In Fig. 3 ist der Dichtring 3 0 im nicht eingebauten Zustand dargestellt. Der Dichtwulst 90 ist bauchig ausgebildet und weist dabei eine im Querschnitt kreissegmentförmige, insbesondere halbkreisförmige Form mit einem Radius R auf. Der Dichtwulst 90 schließt am inneren Umfangsrand 8 6 an den Rücken 91 des Dichtrings 3 0 an. Zwischen dem äußeren Umfangsrand 88 und dem Rücken 91 ist ein gestufter Absatz 92 ausgebildet. Gegenüber dem Rücken 91 stehen in leicht schrägen Winkeln zur Achse 34 die Dichtlippen 87 und 89 vom Hauptkörper 83 ab. Die Dichtlippen 87 und 89 weisen je eine radial nach innen bzw. außen gerichtete Dichtkante 93 bzw. 94 auf.
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An den Endbereichen der Dichtlippen 87 und 89 sind Dichtstege 96 bzw. 98 ausgebildet, die Schmutzpartikel von den Dichtkanten 93 bzw. 94 fernhalten.

Am inneren Umfangsrand 86 ist zwischen dem Dichtwulst 9 0 und der Dichtkante 93 eine Mikroprofilierung, insbesondere eine Mikrorillierung, ausgebildet. Die Mikroprofilierung erzeugt durch eine darin zurückgehaltene Schmierflüssigkeit ein zusätzliches Schmierpolster, welches die durch die Dichtlippe 87 und den Dichtwulst 90 hervorgerufene Reibung verringert.

Die bauchige Gestaltung des Dichtwulstes 90 ist ausreichend, um bei niedrigem Druck zu Beginn des Hubes des Primärkolbens 16 bzw. des Sekundärkolbens 18 abzudichten. Gleichzeitig weist der Dichtwulst 90 durch seine konvexe Form eine geringe Reibung auf.

Die Dichtringe 30 und 44 führen zu einer Verringerung des Leerhubs des Primärkolbens 16 bzw. des Sekundärkolbens 18 und können gleichzeitig ohne Modifikation von Bauelementen in bekannten Hauptzylindern eingesetzt werden.

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Claims

1. Hauptzylinder (10) für eine hydraulische Bremsanlage, mit wenigstens einem Dichtring (30, 44) zum Abdichten eines Kolbens (16, 18), der in einen von dem Hauptzylinder (10) gebildeten Druckraum (24, 42) hinein axial verschiebbar ist, wobei der Dichtring (30, 44) an seinem radial inneren, mit dem Kolben (16, 18) zusammenwirkenden Umfangsrand (86) eine druckraumseitig angeordnete erste Dichtlippe (87) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem radial inneren Umfangsrand (86) des Dichtringes (30, 44) auf der vom Druckraum (24, 42) abgewandten Seite ein Dichtwulst (90) ausgebildet ist.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtwulst (90) einen zumindest annähernd kreissegmentförmigen, insbesondere halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtlippe (87) eine radial gerichtete, umlaufende Dichtkante (93) und einen axial gerichteten Dichtsteg (96) aufweist.

4. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere Umfangsrand (86) des Dichtringes (30, 44) mit einer Mikroprofilierung, insbesondere mit einer Mikrorillierung, versehen ist.

5. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (30, 44) einen Stützsteg (84) aufweist, der sich zwischen der ersten und einer zweiten, am äußeren Umfangsrand (88) des Dichtringes (30, 44) vorhandenen Dichtlippe (89) axial zum Druckraum (24) hin erstreckt.