DE3115273C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikdruckzy­ linder nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zur Verwendung in einem Hydraulikdrucksystem und insbesondere zur Verwendung als Hauptzylinder in einem hydraulischen brems- oder kupplungsbetätigten System ei­ nes Kraftfahrzeuges.

Bei modernen Druckzylindern, wie sie insbesondere für die Betätigung von Kraftfahrzeugbremsen und -kupplungen verwendet werden, wird üblicher­ weise der Flüssigkeitsauslaß an einem Ende des Zylinders oder an einer Stelle in einem normalerweise oberen Bereich des Zylinders vorgesehen, wobei sich der Auslaß entweder nach oben oder von diesem Bereich aus tangential erstreckt. In dem Zylinder eingefangene Luft neigt dazu, sich in die­ sem oberen Bereich anzusammeln und kann durch normale Be­ lüftungstechniken über Auslaßöffnungen an den obengenann­ ten Stellen herausgetrieben werden.

Allgemein ist das Vorsehen eines Flüssigkeitsauslasses oben an einem Druckzylinder, der als Hauptzylinder in ei­ nem Kraftfahrzeug-Hydrauliksystem verwendet wird, trotz des dadurch leichteren Austreibens ungeeignet für die Ver­ bindung von Bremsleitungen von der bremsen- oder kupp­ lungsbetätigenden Einrichtung, die normalerweise unter­ halb und entfernt von dem Hauptzylinder vorgesehen ist. Gerade der heutige Trend zur Verwendung von dünnwan­ digen tiefgezogenen Stahlrohren als Druckzylinderteil von Hauptzylindern macht die Verwendung von vorgeformten An­ sätzen, die an dem Rohr festgemacht sind, erforderlich. Da der Hauptteil des oberen Bereiches des Zylinders oft von einem Flüssigkeitsreservoir eingenommen wird, ins­ besondere bei Verwendung des weitverbreiteten Tandemhaupt­ zylinders, ist es oft nicht erwünscht, daß die Ausgänge in dem genannten oberen Bereich liegen.

Herstellungs- und Installationsprobleme diktieren geradezu das Vorsehen des Zylinderausganges in der Weise, daß dieser entweder quergerichtet oder nach unten gerichtet ist. Der Ausgang ist aber dann von dem oberen Bereich des Zylinders, in dem sich Luft ansammelt, entfernt, wodurch ein einwand­ freies Belüften des diesen Zylinder umfassenden Systems außerordentlich schwierig oder gar unmöglich wird. Das ist insbesondere nachteilig in dem Fall eines Kraftfahrzeug­ bremssystems, da eingefangene Luft dazu führt, daß das Bremspedal weich oder locker geht, wodurch der Fahrer un­ sicher wird.

Es wurden bereits verschiedene Formen von Einsätzen in hy­ draulischen Druckzylindern zum Erleichtern des Belüftens der darin eingefangenen Luft probiert, aber diese waren dann immer nur auf die Anwendung in speziellen Typen von Zylindern oder auf spezielle Stellen innerhalb der Zylin­ der beschränkt und/oder hatten oft relativ komplizierte Formen und waren somit schwierig und teuer herzustellen.

Aus der DE-OS 19 10 285 ist ein Hydraulikdruckzylinder bekannt, bei dem eine kreisförmige Platte mit einem abgestuften Flansch vorgesehen ist und der Flansch eine Ausnehmung in einem Bereich oberhalb der Längsachse des Zylinders aufweist. Die Platte wirkt mit einer Zylinder­ endwand so zusammen, daß ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Kanal gebildet ist. Eine Verwendung ist nur am Ende des Zylinders möglich. Aus der DE-OS 19 10 285 ist es ferner bekannt, in der Zylin­ derinnenwand eine rillenförmige Ausnehmung vorzusehen, die durch einen ringförmigen Einsatz abgedeckt wird. Der ringförmige Einsatz weist eine Unterbrechung auf, die so angeordnet ist, daß sie sich oberhalb der Längsachse des Zylinders befindet und das Kanalinnere mit dem Zylinderinneren verbindet. Die Ausbildung der Zylinderinnen­ wand in der beschriebenen Weise ist kompliziert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hydraulikdruckzylinder der ein­ gangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem der Kanal auf einfache Weise herstellbar und in einfacher Weise an der gewünschten Stelle einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Hydraulikdruckzylinder mit den Merk­ malen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform des Druckzylinders in der Form eines Tandemhaupt­ zylinders für ein Kraftfahrzeugbremssystem;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Form eines Kollektormittels, welches in dem Hauptzylinder von Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht in einem vergrößer­ ten Maßstab von einer anderen Form einer Kollek­ toreinrichtung, wie sie in dem Hauptzylinder gemäß Fig. 1 verwendbar ist;

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Druckzylinder zur Erläuterung einer alternativen Form der Kollektor­ einrichtung;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten Form einer Kollektoreinrichtung;

Fig. 7 einen Querschnitt eines Druckzylinders zur Er­ läuterung der darin eingesetzten Kollektorein­ richtung aus Fig. 6; und

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie 8-8 von Fig. 7.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist der darin gezeigte Tandem­ hauptzylinder einen Zylinder 1 auf, der vorzugswei­ se als dünnwandiges Metallrohr, aus Stahl beispielsweise, aus­ gebildet ist und mit einem herkömmlichen Tiefziehverfahren geformt wird. Der Zylinder weist ein Paar von Ausgängen in Form entsprechender hohler zylinderförmiger Vorsprünge bzw. Ansätze 2 und 3 auf, die an der normalerweise am weitesten unten liegenden Oberfläche des Arbeitszylinders 1, etwa mit­ tels Schweißen befestigt sind und die mit entsprechenden Flüssigkeitsauslässen 4 durch die Zylinderwand in Verbindung stehen. Ein Behälter 5, der Zwillingsflüssigkeitsreservoire 6 und 7 bil­ det, ist auf der normalerweise obersten Oberfläche des Zylinders 1 montiert und gegen die Oberfläche mittels federnder Dichtringe 8 in entsprechenden Ausnehmungen 9 ab­ gedichtet. Innerhalb der durch die Dichtringe 8 definierten Bereiche weist die Zylinderwand jeweils ein durch diese hin­ durchgehendes Paar von Löchern 10 und 11 auf, und die Bö­ den der Reservoire weisen entsprechende Durchgangslöcher 12 auf, die die Verbindung zwischen dem Inneren der Reser­ voire und dem des Zylinders 1 herstellen.

In dem Zylinder 1 gleitbar montiert ist eine Kolben­ einrichtung vorgesehen mit einem Paar von Kolben 14 und 15, die in einem Abstand voneinander gehalten werden mit­ tels einer Rückstellfeder 16, die zwischen einem Becherteil 17, wel­ ches gegen den Kolben 14 anliegend angeordnet ist, und ei­ nem Teil 18, welches innerhalb des Kolbens 15 liegt, wirkt. Das Becherteil 17 und das Element 18 sind verbun­ den mittels einer Schraube 19, die durch eine Öffnung in dem Boden des Becherteiles so hindurchgeht, daß ein Kopf 20 der Schraube gegen die innere Endoberfläche des Becher­ teiles anliegt und ein ein Gewinde aufweisendes Endteil 21 der Schraube mit der Komponente bzw. dem Element 18 ver­ schraubt in Eingriff ist.

Der Kolben 14 weist ein Teil 22 auf, und die Teile 18 und 22 wirken als Haltevorrichtungen für jeweili­ ge Druckdichtungen 23 und 24 der Kolben 15 und 14. Das Teil 22 weist eine Schulter 25 auf, die ein Gegenlager für ein Ende einer Rückstellfeder 26 bildet, deren anderes Ende indirekt gegen das geschlossene Ende 27 des Zylinders wirkt. Die Kol­ ben 14 und 15 definieren jeweilige Druckkammern 28 und 29 innerhalb des Zylinders, und diese Kammern stehen über Löcher 10 mit den zugehörigen Reservoiren 6, 7 in Verbin­ dung. Der Kolben 14 ist ferner mit einer weiteren Druck­ dichtung 30 versehen, welche der Druckkammer 29 zugewandt ist und den Druck von dieser zum Betätigen des Kolbens 14 auf­ nimmt. Die Löcher 11 erlauben einen Rückgewinnungsfluß der Flüssigkeit von den Reservoiren zu den Bereichen hinter den jeweiligen Kolben 14 und 15. Der Kolben 15 weist eine Rück­ dichtung oder Stützdichtung 31 auf, mit der ein Verlust von Flüssigkeit von dem rückwärtigen Ende des Zylinders ver­ hindert werden soll. Die Kolbenanordnung wird mittels ei­ nes Anschlagringes bzw. Sprengringes 32 innerhalb des Zy­ linders gehalten, welcher innerhalb einer umfangsmäßigen Nut mit in der Zylinderwand in Eingriff steht, und eine Betä­ tigungsstange 33, die normalerweise mit einem vom Fahrer zu betätigenden Pedal verbunden ist, erstreckt sich durch den Sprengring hindurch und befindet sich mit einer becher­ förmigen Schale 34′ in Eingriff, welche wiederum an dem Kol­ ben 15 anliegt und auch als ein Widerlager für die Stützdich­ tung 31 dient.

Der Betrieb des gezeigten Hauptzylinders erfolgt in kon­ ventioneller Weise und wird von dem hier betroffenen Fach­ mann verstanden.

Die oben als Ansätze 2, 3 bezeichneten Auslässe des ge­ zeigten Hauptzylinders befinden sich in einem Bereich, der in Umfangsrichtung von dem oberen Bereich des Zylinders, in dem in den Zylinder eintretende Luft sich normalerweise ansammelt, entfernt ist, und das Belüften des Zylinders durch in dieser Weise angeordnete Ausgänge würde in her­ kömmlicher Weise extrem schwierig wenn nicht gar unmöglich sein. Zum Vereinfachen des Heraustreibens von angesammel­ ter Luft aus dem Zylinder weist der Zylinder Kollektoreinsätze 34 und 35 auf, die jeweils in den Bereichen der Auslässe 2 und 3 vorgesehen sind.

Jeder Kollektor hat die Form eines im wesentlichen ringförmi­ gen Einsatzes, der beispielsweise aus Kunststoffmaterial gebildet sein kann, und wie von den vergrößerten Darstel­ lungen in den Fig. 2 und 3 noch deutlicher wird, weist je­ der Einsatz jeweils parallel radial hervorstehende umfangs­ mäßige Flansche 34 A und 35 A auf, die den Kollektoreinsätzen in einem Schnitt quer eine Kanalform geben. Jeder Kollektoreinsatz weist ei­ nen Spalt 36 auf, und die Kollektoreinsätze sind in dem Zylinder so angeordnet, daß die Flansche 34 A und 35 A gegen die umfangs­ mäßig innere Wand des Zylinders ausgerichtet sind und die Spalte 36 im oberen Bereich des Zylinders liegen, in dem die Luft sich normalerweise ansammelt. Der Kollektoreinsatz 34 wird zwischen der Rückstellfeder 26 und dem Ende 27 des Zylinders gehal­ ten und wird dadurch axial ausgerichtet angeordnet, und die Federkraft bewirkt einen Widerstand gegen eine umfangs­ mäßige Bewegung des Kollektoreinsatzes. Der Kollektoreinsatz 35 ist innerhalb einer flachen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut in der Zylinderwand angeordnet, so daß er in axialer Rich­ tung fest ausgerichtet ist. Die Kollektoreinsätze haben vorzugswei­ se eine ausreichende inhärente Federkraft, um sich nach außen gegen die Zylinderwand zu drücken und um einen Wider­ stand gegen eine Bewegung in Umfangsrichtung bei Benutzung zu bieten. Der Spalt in den Kollektoreinsätzen ermöglicht auch, daß die Kollektoreinsätze radial etwas nach innen zusammengedrückt wer­ den können, wenn sie in den Zylinder eingesetzt werden.

Es ist ersichtlich, daß der Kanal von jedem Kollektoreinsatz einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Weg zwischen dem Spalt 36, der mit dem oberen Bereich des Zylinders in Ver­ bindung steht, und den jeweiligen Auslässen 2 und 3 bildet. Auf diese Weise tritt beim Pumpen der Kolben entlang der Zylinder in herkömmlicher Weise zum Belüften von Brems- und Kupplungssystemen Flüssigkeit und eingefangene Luft in den durch die Kollektoreinsätze gebildeten Weg ein und wird um den Weg herum und durch den Auslaß nach außen getrieben.

Bei Verwendung als Hauptzylinder in einem Motorkraftfahr­ zeug wird der Druckzylinder normalerwei­ se an einer Querwand befestigt, beispielsweise innerhalb des Maschinenraumes, wobei sich die Längsachse im wesent­ lichen horizontal erstreckt, wie es in den Figuren gezeigt ist. Zu diesem Zweck weist der Zylinder einen getrennt aus­ gebildeten, eine Öffnung aufweisenden Flansch 1 A auf, der über die äußere Oberfläche des Zylinders geführt ist und an einer Schulter anliegt, die durch einen vergrößerten Teil 18 des Zylinders gebildet wird. Der Flansch kann auf der Außenwand des Zylinders entweder durch einen festen Preß-Sitz darauf oder durch das Vorsehen von scharfen bzw. spitzen Nuten auf der inneren Oberfläche der Flanschöffnung oder auf der äußeren Oberfläche des Zylinders festgehalten werden. Wenn keine Nuten vorgesehen werden, dann schnei­ den diese in die gegenüberliegende Oberfläche des nichtge­ nuteten Teiles und bilden einen Widerstand gegen eine Rela­ tivdrehung von Flansch und Zylinder. Das Vorsehen eines getrennt ausgebildeten Flansches ermöglicht eine Flexibili­ tät bei dem Einbau, da der Flansch in jeder gewünschten Orientierung an dem Zylinder festgemacht werden kann, um so speziellen Installationserfordernissen gerecht zu wer­ den.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Art einer kraftschlüssigen bzw. sicheren Verriegelung eines Kollektoreinsatzes gegen eine über­ mäßige axiale und umfangsmäßige Bewegung. Die Form des ge­ zeigten Zylinders 1 weist einen seitlichen Auslaß 2 auf, und der Kollektoreinsatz 341 ähnlich dem Kollektoreinsatz 34 in den Fig. 1 und 2 weist einen radialen vorstehenden Ansatz 37 auf, welcher mit dem Flüssigkeitsauslaß 4 in der Zylinderwand in Eingriff steht und eine übermäßige Bewegung in Umfangsrichtung oder in axialer Richtung relativ zum Zylinder verhindert, während ein freies Hindurchfließen durch den Auslaß 2 möglich bleibt. Wie deutlich aus Fig. 5 ersichtlich ist, weist der Kollektorein­ satz 341 nur einen Flansch 34 A auf, und die in axialer Richtung gegenüberliegende Seite endet in einem verdickten abgeschrägten Teil 38, welches an dem Ende 27 des Zylinders anliegt und ein Widerlager für eine Feder bildet in dersel­ ben Weise wie bei dem Kollektoreinsatz 34 in Fig. 1. Es ist ersicht­ lich, daß die oben beschriebene Blockieranordnung mit ei­ nem Kollektoreinsatz gemäß Fig. 3 oder mit jeder anderen geeigne­ ten Form eines solchen verwendbar ist.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine alternative Form eines Kollektor­ einsatzes 342, der wiederum einen hervorstehenden Ansatz 37 aufweist, welcher mit dem Flüssigkeitsauslaß 4 in der Zylinderwand zu dem oben beschriebenen Zwecke in Eingriff steht. Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, ist der hervorstehen­ de Ansatz 37 in der Mitte zwischen den beiden Flanschen 35 A vorgesehen, und in dieser Ausführungsform ist der Spalt bzw. Zwischenraum 36 nur in dem Bereich der Flansche 35 A gebildet, während das übrige des Einsatzes einen voll­ ständigen Ring bildet.

Es ist ersichtlich, daß es bei Verwendung eines erfindungs­ gemäßen Kollektoreinsatzes möglich wird, den Ausgang oder die Ausgänge des Druckzylinders an jedem geeigneten Punkt in Umfangsrichtung herum und fern von dem oberen Bereich vorzusehen, um so Heraustreiben von in dem oberen Bereich des Zylinders an­ gesammelter Luft durchführen zu können. Die Kollektoreinsätze der beschriebenen Art können durch Formen von Kunststoffmaterial gebildet werden, und bei Verwendung eines Ansatzes 37 wird dieser daher vorzugsweise einstückig mit dem Kollektoreinsatz ge­ formt. Es können eine Mehrzahl von Kollektoreinsätzen an verschie­ denen Stellen in dem Zylinder vorgesehen werden, um die angesammelte Luft zu einem einzelnen Auslaß zu führen.

Claims (9)

1. Hydraulikdruckzylinder, dessen Längsachse im eingebauten Zustand im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und bei dem sich im Betrieb im oberen Bereich Luft ansammeln kann, und mit einem im unteren Bereich des Zylinders angeordneten Flüssig­ keitsauslaß, einem sich von einer Stelle im oberen Bereich des Zylinders zu dem Flüssigkeitsauslaß erstreckenden Kanal, welcher in dem oberen Bereich mit dem Zylinderinneren verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen ringförmiger Kollektoreinsatz (34, 35, 342) vorgesehen ist, der einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden und seitlich von zwei Flanschen (34 A, 35 A) begrenzt nach außen offenen Kanal aufweist, wobei die Flansche (34 A, 35 A) und die Zylinderwand in Eingriff kommen und der Kollektoreinsatz an einer oberhalb der Längsachse liegenden Stelle eine Verbindungsöffnung zu dem Zylinderinneren hin aufweist, und welcher so angeordnet ist, daß der Kanal mit dem Flüssig­ keitsauslaß (4) verbunden ist.

2. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung die Form eines radialen Spaltes (36) in den durch Flanschen (34 A, 35 A) gebildeten Kanalwänden aufweist.

3. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Spalt (36) sich auch durch den Basisgrund des Kanales hindurch erstreckt.

4. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Ränder der Flansche (35 A) tangential abgeflacht sind und so eine Verbindung zwischen dem Fluß­ weg und dem Inneren des Zylinders (1) gebildet ist.

5. Hydraulikdruckzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektoreinsatz (341) in Umfangs­ richtung und/oder axialer Richtung des Zylinders kraftschlüssig festgelegt angeordnet ist.

6. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kollektoreinsatz (341) einen radial hervorstehen­ den Ansatz aufweist, der in eine Öffnung (4) in der Zylinder­ wand zum Bilden des Festlegens in Eingriff steht.

7. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnung durch den Flüssigkeitsauslaß (4) gebildet ist.

8. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der hervorstehende Ansatz (37) vom Grund des Kanales zwischen den Flanschen (35 A) radial nach außen hervorsteht.

9. Hydraulikdruckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einsatz gegen ein Ende des Zylinders mit­ tels einer Rückstellfeder (16, 26) gehalten wird, welche mit einem innerhalb des Zylinders (1) hin- und hergleitenden Kolben zusammenwirkt.