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Haupt zylinder
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Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder mit einer in einem Gehäuse
ausgebildeten Stufenbohrung zur Aufnahme eines Stufenkolbens, dessen größere Kolbenstufe
einen Füllraum und dessen kleinere Kolbenstufe einen Druckraum begrenzt, wobei der
Druckraum in Lösestellung des Stufenkolbens über einen bei Betätigung des Stufenkolbens
durch ein Ventil schließbaren ersten Kanal mit einem Nachfüllbehälter und der Füllraum
mit dem Nachfüllbehälter durch einen zweiten Kanal, in dem ein zum Füllraum öffnendes
erstes Rückschlagventil angeordnet ist und mit dem Druckraum durch einen dritten
Kanal verbunden ist, in dem ein zum Druckraum öffnendes zweites Rückschlagventil
angeordnet ist und mit einem durch Federkraft geschlossenen, im Gehäuse angeordneten
Steuerventil, das in einem vierten, das erste Rückschlagventil überbrückenden Kanal
angeordnet ist und bei Druckbeaufschlagung zum Nachfüllbehälter öffnet.
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Bei einem bekannten Hauptzylinder dieser Art (EP-OS 0 022 684) wird
beim Betätigen des Stufenkolbens - nachdem das Ventil den Nachfüllbehälter von dem
Druckraum getrennt hat -Druckflüssigkeit aus dem Füllraum über die Dichtmanschette
in den Druckraum gedrückt. Sobald der Druck im Füllraum einen bestimmten Wert erreicht
hat, öffnet das Steuerventil durch den Druck im Füllraum und verbindet den Nachfüllbehälter
mit dem Füllraum0 Der Druck im Füllraum sinkt bis auf einen Wert ab, der der Schließkraft
der Druckfeder am Steuerventil entspricht0 Der Restdruck im Füllraum bewirkt, daß
bei weiterer Betätigung des Stufenkolbens Druckflüssigkeit vom Füllraum über den
zwischen der Mantelfläche der kleineren Kolben stufe und der Bohrung der Druckkammer
gebildeten Ringspalt und über das Ventil in den Nachfüllbehälter gedrückt wird.
Je weiter der Steuerkolben in der Zeichnung nach links bewegt wird, desto mehr Flüssigkeit
strömt
über den Ringspalt zum Nachfüllbehälter, da sich durch die konische Verjüngung an
der kleineren Kolbenstufe der Ringspalt vergrößert Diese Anordnung hat den Nachteil,
daß der Druckabbau im Füllraum nach dem Füllvorgang von dem Betätigungsweg und der
Betätigungsgeschwindigkeit des Stufenkolbens abhängig ist. Dies kann beispielsweise
bei einer Bremsanlage mit sehr geringer Volumenaufnahme von Nachteil sein, da in
diesem Fall, obwohl bereits der Füllvorgang beendet ist, das durch den Ringspalt
gebildete Ventil aufgrund des kleinen Stufenkolbenhubs noch nicht genügend weit
geöffnet hat, um frühzeitig den Restdruck im Füllraum abzubauen. Die Folge ist,
daß die zur Erzielung einer entsprechenden Bremskraft am Bremspedal erforderliche
Fußkraft um den Wert höher liegen muß, der sich aus dem Restdruck im Füllraum so
lange ergibt, bis der Ringspalt genügend groß ist und der Bremsdruck im Füllraum
abgebaut werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptzylinder der
eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Steuerventil vom Druck des Druckraums
geöffnet wird und der sich durch eine kurze Baulänge auszeichnet.
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Außerdem sollen Flüssigkeitsverluste während des Füllvorgangs klein
bleiben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein fünfter
Kanal das Steuerventil mit dem Ende des Druckraums verbindet und daß zwischen dem
Ventil und dem Ende des Füllraums ein Dichtring angeordnet ist, der mit der Kolbenfläche
der kleineren Kolbenstufe des Stufenkolbens und dem zugeh8rigen Bohrungsabschnitt
des Gehäuses im Eingriff steht. Hierdurch wird erreicht, daß, sobald ein bestimmter
Wert im Druckraum erreicht ist, das Steuerventil öffnet-und der-Druck im Füllraum
abgebaut wird. Durch den Dichtring wird erreicht, daß während des Füllvorgangs nicht:
Druckflüssigkeit an der radial äußeren Mantelfläche des
hinteren
Kolbenkopfs und an der radial äußeren Dichtlippe der Dichtmanschette vorbei in den
Kanal 7 der mit dem Nachfüllbehälter verbunden ist, fließen kann. Hierdurch wird
sichergestellt, daß das gesamte Füllvolumen ohne Verluste in den ersten Druckraum
gelangt.
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Es ist vorteilhaft, daß an dem druckraumseitigen Abschnitt der kleineren
Kolbenstufe eine Dichtmanschette befestigt ist, deren radial äußere Dichtlippe das
Ventilglied des Ventils bildet und stets druckdicht an der druckraumseitigen Wandung
der Bohrung anliegt und deren radial innere Dichtlippe mit dem Stufenkolben das
zweite Rückschlagventil bildet. Die bei Betätigung des Stufenkolbens vom Füllraum
in den Druckraum überströmende Flüssigkeit gelangt hierbei über die separaten Kanäle
und über die radial innere Mantelfläche der inneren Dichtlippe, die an dem zylindrischen,
in den Druckraum hineinragenden Absatz der kleineren Kolbenstufe anliegt, in den
Druckraum hinein.
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Damit die Druckflüssigkeit des Füllraums die radial innere Dichtlippe
leichter von der Dichtfläche des Absatzes abhebt, sind an der radial inneren Mantelfläche
der Dichtlippe am Umfang verteilte Axialnuten ausgebildet. Die radial äußere Mantelfläche
der Dichtlippe liegt im eingebauten Zustand annähernd über ihrer gesamten Mantelfläche
an der Bohrung des Druckraums druckdicht an. Hierdurch wird verhindert, daß Druckflüssigkeit
an der äußeren Mantelfläche der Dichtlippe an dem Druckraum vorbeiströmen kann.
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Vorteilhafterweise ist am offenen Ende der kleineren Bohrung ein stufenförmiger
Absatz vorgesehen, in dem der Dichtring befestigt ist. Der Dichtring wird mittels
eines in einer Radialnut eingesetzten Sicherungsrings gegen die Schulter des stufenförmigen
Absatzes druckdicht gedrückt.
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Zweckmäßigerweise weist das Steuerventil am Ventilkolben eine zusätzliche
Wirkfläche auf, die vom Druck im Füllraum beaufschlagt wird. Die Drücke des Füllraums
und des
Druckraums wirken in der ersten Bremsphase zusammen auf
den Ventilkolben in öffnungsrichtung ein. Sobald der Ventilkolben von seinem Dichtsitz-abhebt,
wird der Druck im Füllraum gesenkt. Das Steuerventil schließt wieder, bis eine weitere
Druckerhöhung im Druckraum das Steuerventil wieder öffnet und der Füllraumdruck
weiter abnimmt. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange1 bis der Füllraumdruck auf
Null abgesunken ist und nur noch der Druck im Druckraum das Steuerventil in seiner
Offenstellung hält und die Flüssigkeit im Füllraum bei weiterer Betätigung des Hauptzylinders
zum Nachfüllbehälter abfließen kann. Durch den sich gleichmäßig abbauenden Druck
im Füllraum wird erreicht, daß in diesem Bereich eine kontinuierliche Rückwirkkraft
auf das Pedal einwirkt.
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Vorteilhafterweise ist das Steuerventil in der zur Aufnahm des Anschlußstutzens
des Nachfüllbehälters dienenden Stufenbohrung angeordnet. Die ohnehin schon vorhandene
Stufenbohrung wird gleichzeitig zur Aufnahme des Steuerventils genutzt. Trotz der
geringen Verlängerung der Stufenbohrung und dem damit verbundenen geringen Mehraufwand
an Bearbeitung wird eine einfache und schnelle Montage des SteuerVentils ermöglicht.
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Eine Vereinfachung des Hauptzylinders wird dadurch erreicht, daß das
erste Rückschlagventil von einer Dichtmanschette und der Stufenbohrung gebildet
wird und die Dichtmanschette in einer Ringnut des Steuerventils ausgebildet ist.
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Eineweitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß parallel zum
Steuerventil und zum ersten Rückschlagventil ein sechster Kanal geschaltet ist,
in dem ein Flatterventil angeordnet ist. In Lösestellung des Hauptzylinders verbindet
das Flatterventil den Ausgleichsbehälter mit dem Füllraum, während bei Betätigung
des Hauptzylinders
durch das Flatterventil die Verbindung unterbrochen
wird.
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Hierdurch können in Lösestellung des Hauptzylinders im Füllraum eventuell
auftretende Drücke, die beispielsweise durch Temperatureinflüsse entstehen können,
vermieden werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
daß das Flatterventil von der radial inneren Dichtlippe der Dichtmanschette und
von einem parallel zum Steuerventil verlaufenden Durchlaß gebildet wird, der am
Boden der Ringnut als Ringbund ausgebildet ist, wobei der Ringbund vor der die obere
Ventilkammer mit der radial inneren Dichtlippe verbindenden Bohrung in den Boden
der Ringnut mündet. Die radial innere Mantelfläche der radial inneren Dichtlippe
ist im nichteingebauten Zustand zylindrisch ausgebildet. Beim Einbau der Dichtmanschette
in das Steuerventil wird die radial innere Dichtlippe von dem Ringbund derart radial
nach außen gedrückt, daß die Dichtlippe von dem zwischen dem Ringbund und der Bohrung
liegenden Bereich des Steuerventils abhebt und eine Verbindung zwischen Nachlaufbehälter
und dem zweiten Kanal hergestellt wird. Da die Durchlässe am Ringbund beim Betätigen
des Hauptzylinders aufgrund ihres verhältnismäßig kleinen Gesamtquerschnitts nicht
die vom Füllraum geförderte Flüssigkeitsmenge schnell genug abfließen lassen, baut
sich in kürzester Zeit vor der Dichtmanschette ein geringer Druck auf, der bewirkt,
daß die radial innere Dichtlippe die Bohrung zur Ventilkammer verschließt. Dabei
legt sich die radial innere Mantelfläche der Dichtlippe an den zylindrischen Bereich
zwischen der Bohrung und dem Ringbund druckdicht an. Die innere Dichtlippe muß dabei
sd ausgelegt sein, daß sie schon bei geringsten Drücken elastisch verformbar ist.
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Damit die Dichtlippe beim Anschmiegen-an den Ringbund nicht vorzeitig
zerstört wird, ist es vorteilhaft, daß die Mantelfläche des Ringbunds halbkreisförmig
ausgebildet ist.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Figur 1 Längsschnitt durch einen Füllstufentandemhauptbremszylinder
gemäß der Erfindung, Figur 2 vergrößerte Darstellung des Steuerventils gemäß Fig.
1 und Figur 3 Ausschnitt eines Längsschnitts eines weiteren Au-sführungsbeispiels
eines Steuerventils mit einem integrierten Flatterventil.
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In Fig.- 1 und 2 der Zeichnung ist ein Füllstufentandemhauptbremszylinder
1 dargestellt, der im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 2 und einer im
Gehäuse 2 ausgebildeten- Stufenbohrung 3, die zur Aufnahme eines Stufenkolbens 4
und eines Kolbens 5 dient. Die Stufenbohrung 3 besteht aus einem Abschnitt größeren
Durchmessers 6 und einem Abschnitt kleineren Durchmessers 7. Der Stufenkolben 4
weist einen vorderen Kolbenkopf 8 auf, der am offenen Ende 9 des Gehäuses 2 im größeren
Durchmesser 6 der Stufenbohrung 3 geführt wird, während der hintere Kolbenkopf 10
des Stufenkolbens 4 im kleineren Durchmesser 7 der Stufenbohrung 3 geführt wird.
Die beiden Kolbenköpfe 8 und 10 sind durch einen zylindrischen Schaft 11, dessen
Außendurchmesser kleiner ist als die Außendurchmesser der Kolbenköpfe 8 und 10 starr
miteinander verbunden.
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An beiden Kolbenköpfen 8 und 10 wird je eine Dichtmanschette 12 bzw.
13 axial und radial geführt, wobei jede Dichtmanschette 12 bzw. 13 mit der Stufenbohrung
3 im Eingriff steht, Der zwischen den beiden Kolbenköpfen 8 und 10 angeordnete Schaft
11 des Stufenkolbens 4 bildet mit dem
vorderen Ende der Stufenbohrung
3 einen Füllraum 14.
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Im hinteren Abschnitt der Stufenbohrung 3 kleineren Durchmessers 7
wird der Kolben 5 über einen vorderen und hinteren Kolbenkopf 15 bzw. 16 geführt.
Die beiden Kolbenköpfe 15 und 16 sind durch einen zylindrischen Schaft 17, dessen
Außendurchmesser kleiner ist als der kleinere Durchmesser -7 der Stufenbohrung 3,
starr miteinander verbunden. An beiden Kolbenköpfen 15 und 16 wird je eine Dichtmanschette
18 bzw. 19 axial und radial geführt, die an der Stufenbohrung 3 kleineren Durchmessers
7 gleitend anliegen. Der zwischen den beiden Kolbenköpfen 15, 16 des Kolbens 5 angeordnete
Schaft 17 bildet mit der Stufenbohrung 3 kleineren Durchmessers 7 einen Nachlaufraum
20.
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Zwischen dem hinteren Kolbenkopf 10 des Stufenkolbens 4 und dem vorderen
Kolbenkopf 15 des Kolbens 5 wird mit der Stufenbohrung 3 kleineren Durchmessers
7 ein erster Druckraum 21 gebildet. Zwischen dem hinteren Kolbenkopf 16 des Kolbens
5 und dem am Ende der Stufenbohrung 3 kleineren Durchmessers 7 am Gehäuse 2 ausgebildeten
Boden 22 wird mit der Stufenbohrung 3 kleineren Durchmessers 7 ein zweiter Druckraum
23 gebildet. Jeweils am Ende der beiden Druckräume 21 bzw. 23 ist je ein Auslaß
24 bzw. 25 vorgesehen, die mit je einem in der Zeichnung nicht dargestellten Bremskreis
eines Fahrzeugs verbindbar sind.
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Im zweiten Druckraum 23 ist eine Druckfeder 26 ausgebildet, die sich
am Boden 22 des Gehäuses 2 abstützt und den zweiten Kolben 5 über die Schulter 27
des hinteren Kolbenskopfs 16 entgegen der Betätigungsrichtung des Füllstufentandemhauptbremszylinders
1, d. h. in der Zeichnung gemäß Fig. 1 nach links, gegen den Stufenkolben 4 mittels
der gefesselten Feder 29 drückt. Die Druckfeder 26 drückt über den Kolben 5 und
das zusammenhängende Federpaket 29, 35 und 33 den Stufenkolben 4 gegen den
gehäusefesten
Anschlag 31. Der gehäusefeste Anschlag 31 wird von einem Sicherungsring gebildet,
der in einer am offenen Ende der Stufenbohrung 4 größeren Durchmessers 6 ausgebildeten
Ringnut 32 eingesetzt ist.
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In den ersten Druckraum 21 ragt ein am Kolben 5 zentrisch befestigter
Führungsstift 33 hinein. Der Führungsstift 33 ragt mit seinem freien Ende durch
eine konzentrisch zum Kolben 5 ausgebildete Ausnehmung 34 einer am Stufenkolben
4 anliegenden, topfförmigen und in den Druckraum 21 hineinragende Anschlaghülse
35, wobei durch eine einen Anschlag 36 bildende Erweiterung am freien Ende des Führungsstifts
33 die Bewegungsmöglichkeit der Anschlaghülse 35 entgegen der Richtung des Kolbens
5 begrenzt ist.
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Zwischen dem Kolben- 5 und dem am Stufenkolben 4 anliegenden Ende
der Anschlaghülse 35 ist die Druckfeder 29 angeordnet.
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Am radial äußeren Ende des hinteren Kolbenkopfs 10 sind kçialbohrungen
37 ausgebildet, die in den radial inneren Bereich der Stirnfläche 9o der Dichtmanschette
13 münden.
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An der radial inneren Mantelfläche der Dichtmanschette 13 sind am
Umfang verteilte Axialnuten 91 ausgebildet, die an der Stirnfläche 90 beginnen und
vor der Dichtfläche 92 der Dichtlippe 93 enden. Die Dichtfläche 92 der Dichtlippe
93 liegt mit Vorspannung an der zylindrischen Mantelfläche 94 des in den ersten
Druckraum 21 hineinragenden Vorsprungs des Stufenkolbens 4 an. Die radial äußere
Dichtlippe 95 liegt stets druckdicht an der Bohrung kleineren Durchmessers 7 an.
Die innere Dichtlippe 93 bildet mit dem Stufenkolben 4 das zweite Rückschlagventeil,
das den Füllraum 14 über die Axialbohrungen 37 in Richtung zum ersten Druckraum
21 verbindet, jedoch einen Flüssigkeitsstrom von der ersten Druckkammer 21 in Richtung
des Füllraums 14 verhindert.
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An dem radial äußeren Ende des hinteren Kolbenkopfs 16 sind am Kolben
5 Axialbohrungen 38 ausgebildet, die den Nachlaufraum 20 mit der Dichtmanschette
19 verbinden. Die Dichtmanschette 19 bildet mit der Stufenbohrung 3 kleineren Durchmessers
7 ein in Richtung von dem zweiten Druckraum 23 zum Nachlaufraum 20 sperrendes Rückschlagventil.
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Am Gehäuse 2 im Bereich des offenen Endes 9 ist ein Befestigungsflansch
39 ausgebildet, der beispielsweise an einem in der Zeichnung nicht dargestellten
Bremskraftverstärker eines Fahrzeugs oder an der Spritzwand eines Fahrzeugs befestigbar
ist. Die am offenen Ende 9 am Stufenkolben 4 ausgebildete Kalotte 40 dient zur Aufnahme
einer in der Zeichnung nicht dargestellten Druckstange, die mit einem in der Zeichnung
nicht dargestellten Bremspedal eines Fahrzeugs verbunden ist. Die Druckstange überträgt
die von einem Fahrer eines Fahrzeugs auf das Bremspedal einwirkende Fußkraft auf
den Stufenkolben 4.
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Am Ende des ersten Druckraums 21 und am Anfang des zweiten Druckraums
23 sind in der Zeichnung senkrecht nach oben gerichtete, trichterförmige Ansätze
41 bzw. 42 am Gehäuse 2 ausgebildet. In den Ansätzen 41 bzw. 42 ist je eine Stufenbohrung
43 bzw. 44 ausgebildet, die in der Zeichnung nach oben hin offen ist und zur Aufnahme
eines in der Zeichnung nicht dargestellten Anschlußstutzens eines mit Bremsflüssigkeit
gefüllten Nachfüllbehälters dient. Am Boden der Stufenbohrung 44 sind zwei in Längsrichtung
angeordnete und senkrecht zur Längsachse der Stufenbohrung 3 verlaufende Radialbohrungen
45 bzw. 46 ausgebildet. In der Radialbohrung 45 ist der gehäusefeste Anschlag 28
befestigt, in dem eine in der Zeichnung nicht dargestellte Durchgangsbohrung ausgebildet
ist, die den von der Stufenbohrung 44 gebildeten Raum mit dem Nachlaufraum 20 verbindet.
Die Durchgangsbohrung kann auch parallel zum Anschlag 28 im Boden der Radialbohrung
45 ausgebildet sein. Die Radialbohrung 46
bildet das bekannte Schnüffelloch,
das den von der Stufenbohrung 44 gebildeten Raum mit dem zweiten Druckraum 23 verbindet.
Das Schnüffelloch mündet in Lösestellung des Kolbens 5 in der Zeichnung kurz hinter
der Dichtmanschette 19 in den zweiten Druckraum 23.
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In der Stufenbohrung 43, deren axiale Länge größer sein kann als die
axiale Länge der Stufenbohrung 44, ist das Steuerventil.47 ausgebildet. Das Steuerventil
47 besteht aus einem oberen und unteren Ventilgehäuse 48 bzw0 49 und einer von beiden
Ventilgehäusen 48 bzw. 49 gebildeten Längsbohrung 50, in der ein gegen die Kraft
einer Druckfeder 51 axial verschiebbarer Ventilkolben 52 angeordnet ist. Am unteren
Ventilgehäuse 49 ist ein in der Zeichnung nach oben gerichteter, rohrförmiger Ansatz
53 ausgebildet, dessen Ende in die Längsbohrung 50 des oberen Ventilgehäuses 48
ragt. Hierdurch wird das untere Ventilgehäuse 49 von dem oberen Ventilgehäuse 48,
das mit seiner radial äußeren Mantelfläche 54 an der Stufenbohrung 43 anliegt, zentriert.
Die Längsbohrung 50 wird durch einen am oberen Ventilgehäuse ausgebildeten, hutförmigen
Deckel 55 begrenzt, in dem eine Bohrung 56 ausgebildet ist, die kleiner im Durchmesser
ist als die Längsbohrung 50. Die Bohrung 56 verbindet den oberhalb des Steuerventils
47 von der Stufenbohrung 43 gebildeten Raum mit der oberhalb des Ventilkolbens 52
vorhandenen Ventilkammer 65.
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Der Ventilkolben 52 besteht aus einem in der Zeichnung nach unten
sich verjüngenden Kugelausschnitt, der mit einer unterhalb des Kugelausschnitts
am unteren Ventilgehäuse 49 ausgebildeten kreisförmigen Dichtkante 57 den Ventilsitz
des Steuerventils 47 bildet. An beiden Enden des Ventilkolbens 52 sind zylindrische
Zapfen 58 bzw. 59 ausgebildet. Am Übergang vom Zapfen 58 zum Ventilkolben 52 ist
am Ventilkolben 52 eine ringförmige
Schulter 60 ausgebildet. Die
Druckfeder 51 umgibt konzentrisch den Zapfen 58 und stützt sich am hutförmigen Deckel
55 und an der Schulter 60 ab und drückt den Ventilkolben 52 gegen die Dichtkante
57. Der Zapfen 58 dient zur Führung der Druckfeder 51. Der Zapfen 59 durchdringt
das untere Ventilgehäuse 49 über die Bohrung 61 und ragt in die konzentrisch zur
Stufenbohrung 43 im Gehäuse 2 ausgebildete Bohrung 62 hinein. Die Bohrung 61 führt
das untere Ende des Zapfens 59. Der Abschnitt des Zapfens 59, der zwischen der Bohrung
61 und der Bohrung 62 ausgebildet ist, wird von einer Dichtung 63 umgeben. Die Dichtung
63 dichtet den Zapfen 59 gegenüber dem unteren Ventilgehäuse 49 und dem Gehäuse
2 druckdicht ab.
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Geringfügig unterhalb der Dichtkante.57 verlaufen in dem unteren Ventilgehäuse
49 Radialbohrungen 64, die die von der Längsbohrung 50 gebildete untere Ventilkammer
65 mit der zwischen der äußeren Mantelfläche des unteren Ventilgehäuses 49 und der
Stufenbohrung 43 gebildeten Ringkammer 66 verbinden. Das obere und untere Ventilgehäuse
48 und 49 bilden mit dem rohrförmigen Ansatz 53 eine Ringnut 67, in der eine Dichtmanschette
68 ausgebildet ist. Die Dichtmanschette 68 bildet das den Nachfüllbehälter mit dem
Füllraum 4 verbindende Rückschlagventil. An der radial äußeren Mantelfläche 69 des
oberen Ventilgehäuses 48 verlaufen am Umfang verteilte Axialnuten 70. Das Steuerventil
47 wird über einen in der Stufenbohrung 43 befestigten Sicherungsring 71 im Gehäuse
2 axial gehalten. An dem Sicherungsring 71 sind in der Zeichnung nach unten gerichtete
Vorsprünge 72 ausgebildet, die auf den Deckel 55 drücken. Zwischen den einzelnen
Vorsprüngen 72 sind am Sicherungsring 71 Durchlässe 73 vorhanden. Hierdurch wird
eine Flüssigkeitsverbindung vpm oberen Deckel 55 über die Durchlässe 73, die Axialnuten
70, die Dichtmanschette 68 zur Ringkammer 66 geschaffen.
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Der zylindrische Zapfen 59 endet in der Bohrung 62 und wird vom Druck
des ersten Druckraums 21 bei Betätigung des Füllstufentandemhauptbremszylinders
1 beaufschlagt.
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Ein von der Ringkammer 66 ausgehender Kanal 74, der nicht in der Zeichnungsebene
liegt, mündet in die Schulter 75 des Füllraums 14. Die Schulter 75 ist am Ende des
maximalen Hubs der größeren Kolbenstufe am übergang vom größeren zum kleineren Durchmesser
6, 7 in der Stufenbohrung 3 ausgebildet. Die größere Kolbenstufe wird von dem vorderen
Kolbenkopf 8 des Stufenkolbens 4 und der Dichtmanschette 12 gebildet.
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Ein radial aus dem Gehäuse 2 verlaufender Kanal 76, der an seinem
radial äußeren Ende von einer Stahlkugel 77 druckdicht verschlossen ist, schneidet
den Kanal 78 und mündet in Betätigungsrichtung kurz hinter der Dichtmanschette 13
in den ersten Druckraum 21. Der Kanal 78 mündet oberhalb des Steureventils 47 in
die Stufenbohrung 43 und endet im Bereich des Kanals 76 im Gehäuse 2. Da die Kanäle
76 und 78 in einer anderen Ebene im Gehäuse 2 liegen als der Kanal 74, so besteht
keine Verbindung zwischen den Kanälen 76, 78 und 74.
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Am offenen Ende des Abschnitts kleineren Durchmessers 7 der Stufenbohrung
3 ist ein stufenförmiger Absatz 79 vorgesehen, an dessen Schulter 80 ein Dichtring
81 anliegt.
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Der Dichtring 81 wird von einem Sicherungsring 82, der in einer Radialnut
83 befestigt ist, axial gehalten und drückt gleichzeitig den Dichtring 81 druckdicht
gegen die Schulter 80 Der Dichtring 81 liegt druckdicht an der Mantelfläche des
hinteren Kolbenkopfs 10 an. Der hintere Kolbenkopf 10 ragt in den Füllraum 14 hinein.
Die axiale Länge des Abschnitts des hinteren Kolbenkopfs 10, der zwischen dem Füllraum
und dem Dichtring 81 liegt, ist so bemessen, daß bei ungünstigen Bedingungen im
Fahrbetrieb
der hintere Kolbenkopf 10 den Dichtring 81 erst dann
überfährt, wenn der Füllvorgang beendet ist.
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Der Kanal 76, an dessen druckraumseitigen Ende das bekannte Schnüffelloch
ausgebildet ist, bildet mit dem Kanal 78 den ersten Kanal. Der zweite Kanal wird
von dem Kanal 74 und den Axialnuten 70 gebildet. Der dritte Kanal wird von den Axialbohrungen
37 und dem zwischen der radial inneren Dichtlippe 93 und der zylindrischen Mantelfläche
94 gebildeten Ringraum hergestellt. 3ie Bohrung 50 bildet den vierten und die Bohrung
62 den fünften Kanal.
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Das Steuerventil 47 des Füllstufentandemhauptbremszylinders 1 gemäß
Fig. 3 der Zeichnung unterscheidet sich gegenüber dem Steuerventil 47 in Fig. 1
und 2 nur dadurch, daß zwischen der oberen Ventilkammer 65 und der Ringkammer 66,
die den sechsten Kanal bilden, ein Flatterventil 84 angeordnet ist. Zur Vermeidung
von Wiederholungen werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen gewählt.
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Das Flatterventil 84 wird von der radial inneren Dichtlippe 85 und
von einem parallel zum Steuerventil 47 verlaufenden Durchlaß 86 gebildet, der an
einem am Boden der Ringnut 67 hervorstehenden Ringbund 87 angeordnet ist. Der Querschnitt
des Ringbunds 87 ist halbkreisförmig ausgebildet. Der Querschnitt des Durchlasses
86 ist beispielsweise V-förmig ausgebildet und erweitert sich radial nach außen.
Der Kerbgrund 88 des Durchlasses 86 endet auf der radial äußeren Mantelfläche des
rohrförmigen Ansatzes 53. Im Abstand oberhalb des Durchlasses 86 ist mindestens
eine Bohrung 89, die quer zur Längsachse des Steuerventils 47 verläuft, im rohrförmigen
Ansatz 53 ausgebildet. Die Dichtlippe 85, die im nicht eingebauten Zustand zylindrisch
ausgebildet ist, wird im montierten Zustand von dem Ringbund 87 radial nach außen
gedrückt, so daß sie sich im Bereich zwischen der Bohrung 89 und
dem
Ringbund 87 von der radial äußeren Mantelfläche des rohrförmigen Ansatzes 53 abhebt.
Hierdurch wird ein Ringraum 96 gebildet, der die Bohrung 89 mit dem Durchlaß 86
verbindet.
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Die Wirkungsweise des Füllstufentandemhauptbremszylinders gemäß Fig.
1 und 2 ist folgende: Bei Betätigung des Stufenkolbens 4 wird auch der Kolben 5
über die Druckfeder 29 in der Zeichnung nach rechts bewegt. Dabei verschließen die
Dichtmanschetten 13 bzw. 19 die Kanäle 76 bzw. 46. Beide Druckräume 21 und 23 sind
vom Nachfüllbehälter getrennt. Es tritt nun in dem ersten und zweiten Druckraum
21 und 23 ein Druckanstieg ein. Wird der Stufenkolben 4 in der Zeichnung weiter
nach rechts bewegt, so strömt Bremsflüssigkeit, deren Menge sich aus dem Produkt
des Kolbenhubs des Stufenkolbens 4 mal den Differenzflächen der größeren und kleineren
Durchmesser der Stufenbohrung ergibt, durch die Axialbohrungen 37 und an der radial
inneren Dichtlippe 93 vorbei in den ersten Druckraum 21. Durch den Dichtring 81
wird erreicht, daß nicht Bremsflüssigkeit während des Füllvorgangs an der radial
äußeren Mantelfläche des hinteren Kolbenkopfs 10 und an der radial äußeren Dichtlippe
95 der Dichtmanschette 13 in den Kanal 76, der mit dem Nachfüllbehälter verbunden
ist, fließen kann. Hierdurch wird also sichergestellt, daß das gesammte Füllvolumen
in den ersten Druckraum 21 gelangt.
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Während des Füllvorgangs werden bei gleicher Axialverschiebung des
Stufenkolbens 4 und des Kolbens 5 unterschiedliche Volumina an Bremsflüssigkeit
in die mit den Druckräumen 21 bzw. 23 verbundenen Radbremsen gedrückt, so daß wiederum
aufgrund der unterschiedlichen Volumenaufnahme der beiden Bremskreise die Radbremsen
etwa gleichzeitig an den zugehörigen Bremsrotoren zur Anlage gelangen.
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Bei einem Füllstufentandemhauptbremszylinder mit nur einem Druckraum
gelangen die Radbremsen aufgrund der Füllstufe schnell zur Anlage bei anschließendem
hohen Druck aufgrund der kleineren Druckstufe.
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Der in der ersten Druckkammer 21 ansteigende Druck wirkt auch auf
das Ende des Zapfens 59. Gleichzeitig wirkt der Füllraumdruck auf die Wirkfläche
des Ventilkolbens 52 die von der Mantelfläche des Ventilkolbens 52 zwischen der
Dichtkante 57 und dem Zapfen 59 gebildet wird. Die Druckdifferenz, die am Steuerventil
47 durch die beiden sich addierenden Drücke vom Füllraum 14 und ersten Druckraum
21 und durch den oberhalb des Steuerventils 47 im Nachfüllbehälter vorhandenen atmosphärischen
Druck entsteht, wirkt auf das Steuerventil 47 ein und bewirkt, daß der Ventilkolben
52 entgegen der Schließkraft der Druckfeder 51 in der Zeichnung nach oben bewegt
wird. Die Druckfeder 51 und die wirksame Kolbenfläche des Steuerkolbens 52 müssen
so ausgelegt sein, daß nicht nur während der Füllphase der Füllraumdruck das Steuerventil
47 öffnet, sondern dies weiter vorwiegend vom Druckraum 21 bewirkt wird. Das nun
geöffnete Steuerventil 47 verbindet den Füllraum 14 über den Kanal 74, die Ringkammer
66, die Radialbohrungen 64, die untere und obere Ventilkammer 65 und die Bohrung
56 mit dem Nachlaufbehälter. Der Druck im Füllraum 14 sinkt stetig bis auf den atmosphärischen
Druck ab. Die Dichtmanschette 13 verschließt nun den ersten Druckraum 21 gegenüber
den Füllraum 14 druckdicht. Das Steuerventil 47 bleibt so lange geöffnet, solange
die durch den Druck im ersten Druckraum 14 auf die Endfläche des Zapfens 59 einwirkende
Kraft gegen die Schließkraft der Druckfeder 51 wirkt.
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Bei weiterer Betätigung des Stufenkolbens 4 steigt der Druck in der
ersten und zweiten Druckkammer 21 bzw. 23 sowie den dazugehörigen Radbremsen weiter
an, so daß eine
allmähliche Abbremsung des Fahrzeugs erfolgt. Das
hierbei im Füllraum 14 geförderte Volumen wird drucklos in den Nachfüllbehälter
gefördert.
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Ist ein Bremsvorgang beendet, so bewegt sich der Stufenkolben 4 und
der Kolben 5 in der Zeichnung nach links.
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Erreicht der Druck im ersten Druckraum 21 einen bestimmten Wert, so
schließt das Steuerventil 47 wieder. Bei weiterem Lösen des Stufenkolb:ens 4 entsteht
nun ein Vacuum im Füllraum 14. Dabei fließt Bremsflüssigkeit vom Nachfüllbehälter
über die Durchlässe 73, die Axialnuten 70, die als Rückschlagventil wirkende Dichtmanschette
68, die Ringkammer 66 und den Kanal 74 in den Füllraum 14 zurück.
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Kurz bevor der Stufenkolben 4 und der Kolben 5 ihre Ausgangsstellung
erreicht haben, geben die Dichtmanschetten 13 bzw. 19 den Kanal 76 bzw. die Radialbohrung
46 frei, so daß die erste und zweite Druckkammer 21 bzw. 23 wieder drucklos mit
dem Nachfüllbehälter verbunden sind. Da die Dichtmanschette 68 mit Vorspannung an
der Stufenbohrung 43 anliegt, so kann in Lösestellung des Füllstufentandemhauptbremszylinders
1 im Füllraum 14 ein gewisser Restdruck bestehen bleiben, der sich bei der nächsten
Betätigung günstig auf das Ansprechverhalten der Bremsanlage auswirkt, da, sobald
der nächste Bremsvorgang eingeleitet wird, der Füllvorgang ohne Verzögerung einsetzt.
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Die Wirkungsweise des Füllstufentandemhauptbremszylinders 1 mit dem
in Fig. 3 der Zeichnung dargestellten Steuerventil 47 unterscheidet sich gegenüber
der Fig. 1 der Zeichnung nur dadurch, daß in Lösestellung des Füllstufentandemhauptbremszylinders
1 das Flatterventil 84 eine Verbindung vom Nachfüllbehälter zum Füllraum 14 herstellt.
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Bei Betätigung des Stufenkolbens 4 schließt aufgrund der Drosselwirkung
des Durchlasses 86 das Flatterventil 84 und der Füllvorgang wird eingeleitet. Beim
Lösevorgang wird nicht nur über das an der Dichtmanschette 68 ausgebildete Rückschlagventil,
sondern gleichzeitig über das Flatterventil 84 nachgesaugt.