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Hydraulische Brems- und Lenkbremsanlage für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Brems- und Lenkbremsanlage
für Kraftfahrzeuge', bei der zur Bremsdruckerzeugung zwei getrennt oder gemeinsam
betätigbare Tandemhauptzylinder eingesetzt sind, bei der erste Druckräume der Tandemhauptzylinder
jeweils eine Radbremse an einer lenkbremsbaren Fahrzeugachse versorgen und bei der
zweite Druckräume der Tandemhauptzylinder hydraulisch miteinander verbunden sind
Eine hydraulische Bremsanlage mit den vorstehenden Merkmalen, die sowohl für einen
normalen Bremsbetrieb, in dem sämtliche am Fahrzeug befindliche Radbremsen gebremst
werden, als auch für Lenkbremsbetrieb, in dem ausschließlich eine Radbremse der
angetriebenen Fahrzeugachse gebremst wird, geeignet ist, ist in der älteren Anmeldung
P 32 02 572.6 beschrieben. Die Bremsanlage des älteren Vorschlags weist zwei Tandemhauptzylinder
auf, bei denen jeweils ein pedalbetätigbarer Hauptzylinderkolben und ein sogenannter
Schwimmkolben vorhanden ist, wobei der Schwimmkolben in der Bremslösestellung an
einem pedal nahen Gehäuseanschlag gehalten und hydraulisch betätigbar ist. Zwischen
den Hauptzylinderkolben und den Schwimmkolben werden somit erste Druckräume gebildet,
die miteinander hydraulisch verbunden sind und eine gemeinsame Verbindung zu Radbremsen
einer Fahrzeugachse haben, bei der kein Lenkbremsbetrieb vorgesehen ist. Die Schwimmkolben
begrenzen jeweils zweite Druckräume der Tandemhauptzylinder, wobei jeder Druckraum
eine Verbindung zu einer Radbremse einer Fahrzeugachse hat, bei
der
eine Lenkbremsung vorgenommen werden soll. Bei normalem Bremsbetrieb, bei dem sämtliche
Radbremsen des Kraftfahrzeuges an der Abbremsung beteiligt sein sollen, sind die
Bremspedale beider Hauptzylinder mechanisch miteinander gekoppelt. Greift an den
Pedalen eine Betätigungskraft an, so werden zunächst die in mechanischem Kontakt
mit den Pedalen stehenden Hauptzylinderkolben in Betätigungsrichtung verschoben,
wodurch am Hauptzylinderkolben angeordnete Dichtmanschetten eine Verbindung zum
Rücklauf herstellende Schnüffellöcher überfahren und anschließend dafür sorgen,
daß hydraulische Drücke in den ersten Druckräumen der Tandemhauptzyliner erzeugt
werden. Aufgrund der hydraulischen Verbindung der ersten Druckräume der Tandemhauptzylinder
sind die Drücke in den ersten Arbeitskammern gleich. Es erfolgt also zunächst eine
Druckbeaufschlagung der Radbremsen an jeder jeweiligen Fahrzeugachse, an der kein
Lenkbremsbetrieb vorgesehen ist.
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Der in den ersten Druck räumen des Tandemhauptzylinders eingestellte
Druck wirkt auch auf die Schwimmkolben, verschiebt die Schwimmkolben bis zum Überfahren
weiterer Schnüffellöcher und sorgt bei weiterer Verschiebung der Schwimmkolben für
einen Druckanstieg in den zweiten Druckräumen des Tandemhauptzylinders, so daß auch
die Fahrzeugbremsen an der lenkbremsbaren Achse druckbeaufschlagt werden. Infolge
des Druckausgleichs in den ersten Druckräumen sind auch die Drücke in den Radbremsen
der lenkbremsbaren Achse gleich, so daß sich insgesamt eine gleiche Bremswirkung
ergibt.
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Soll eine Lenkbremsung durchgeführt werden, so werden die beiden Bremspedale
mechanisch entkuppelt. Der Fahrzeugführer hat bei einer Kurvenfahrt mit Lenkbremsunterstützung
daraufhin stets nur das Bremspedal zu bedienen, das der angestrebten Kurvenrichtung
zugeordnet ist. Wenn nur einer der beiden Tandemhauptzylinder betätigt wird, so
verschiebt sich der Hauptzylinderkolben in Betätigungsrichtung, verschließt wiederum
mit seiner Dichtmanschette das zum Rücklauf führende Schnüffelloch nd verdrängt
anschließend das im ersten Druckraum des betätigten Tandemhauptzylinders eingeschlossene
Volumen über den ersten Druckraum des anderen Tandemhauptzylinders zum druck losen
Rücklauf, bis der Hauptzylinderkolben mechanisch am Schwimmkolben anschlägt. Bei
Erhöhung der Betätigungskraft wird der Schwimmkolben über den Hauptzylinderkolben
mechanisch in Betätigungsrichtung verschoben, so daß nach Uberfahren der dem Schwimmkolben
zugeordneten Schnüffelbohrung ein Druckanstieg im zweiten Druckraum des Tandemhauptzylinders
erfolgt, der sich zu einer Radbremse an der lenkbremsbaren Achse des Fahrzeuges
fortpflanzt. Alle anderen Fahrzeugbremsen sind bei diesem Betrieb drucklos und daher
an der Abremsung nicht beteiligt, da die Radbremsen an der nicht lenkbremsbaren
Fahrzeugachse über das Schnüffelloch des ersten Druckraumes des nicht betätigten
Tandemhauptzylinders eine Verbindung zum drucklosen Rücklauf haben und andererseits
der Schwimmkolben des unbetätigten Tandemhauptzylinders an seinem pedalnahen Gehäuseanschlag
bleibt, so daß die unbetätigte Bremse an der lenkbremsbaren Achse über das
Schnüffelloch
des zweiten Druck raums des zweiten Tandemhauptzylinders druckentlastet ist. Beim
Bremslösevorgang kehren sich die geschilderten Abläufe um, bis der Bremslösezustand
wiederhergestellt ist.
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Bei der beschriebenen Bremsanlage ist es als nachteilig anzusehen,
daß bei einer Lenkbremsung ein Verlustweg am Bremspedal entsteht, der zuerst überwunden
werden muß, bevor eine Lenkbremsung einsetzt. Dieser Wegverlust wird durch den Abstand
zwischen den Schwimmkolben und den Hauptzylinderkolben bestimmt Dies bedeutet, daß
der Fahrzeugführer bei einer Lenkbremsung das Bremspedal im Vergleich zu einer Normalbremsung
weiter durchtreten muß, bis.eine Bremswirkung einsetzt und eine Reaktionskraft am
Bremspedal spürbar wird. Dieser Wegverlust am Bremspedal zeigt dem Fahrzeugführer
zwar an, daß tatsächlich eine Lenkbremsung durchgeführt wird, macht aber andererseits
eine Gewöhnung erforderlich.
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Die vorliegende Erfindung-hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine
hydraulische Brems- und Lenkbremsanlage der eingangs genannten Gattung zu schaffen,
die bei gleicher Betätigungskraft im Normalbremsbetrieb und im Lenkbremsbetrieb
anähernd den gleichen Pedalweg aufweist.
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Erfindungsgemaß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder Tandemhauptzylinder
über eine in den ersten Druckraum fördernde Füllstufe verfügt, die bei einem Druck
in den zweiten Druckräumenabschaltbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung verhält
sich die erfindungsgemäße
Bremsanlage bei Normalbremsungen wie die
Bremsanlage gemäß dem älteren Vorschlag, da die Füllstufe nach einem geringen Pedalweg
unwirksam wird und anschließend nur noch die kleinere Stirnfläche des Füllstufenkolbens
und der Schwimmkolben an der Druckerzeugung beteiligt sind.
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Bei Betätigung nur eines Tandemhauptzylinders zwecks Lenkbremsung
bleiben die zweiten Druckräume beider Tandemhauptzylinder bzw. die an ihnen angeschlossenen
Radbremsen der nicht lenkbremsbaren Achse druck los. Da die Füllstufe in diesem
Betriebszustand voll wirksam ist, ist der Druck im ersten Druckraum des Tandemhauptzylinders,
der der lenkgebremsten Radbremse zugeführt wird, der Betätigungskraft auf das Bremspedal
und der größeren Wirkfläche des Füllstufenkolbens proportional. Es ergibt sich somit
in vorteilhafter Weise, daß im Lenkbremsbetrieb eine größere Wirkfläche zur Druckerzeugung
herangezogen wird, so daß der Wegverlust am Bremspedal durch die wirksamen Flächen
des Füllstufenkolbens vorgebbar bzw.
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optimierbar ist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Anmeldungsgegestandes ist
vorgesehen, daß die pedalnahen Kolben der Tandemhauptzylinder Füllstufenkolben mit
einem wirksamen Flächenverhältnis von 1:2 sind. Der Vorteil einer derartigen Bemessung
des Flächenverhältnisses des Füllstufenkolbens wird aus folgender Überlegung deutlich:
Bei Normalbremsungen teilt sich die Betätigungskraft gleichmäßig auf beide Tandemhauptzylinder
auf, wobei an der Druckerzeugung ausschließlich die kleinere Wirkfläche des Füllstufenkolbens
beteiligt ist. Geht man davon aus, daß im Falle einer Lenkbremsung die gleiche Betätigungskraft
durch
den Fahrzeugführer erzeugt wird, so steht an dem zur Lenkbremsung herangezogenen
Tandemhauptbremszylinder gegenüber dem Normalbremsbetrieb die doppelte Betätigungskraft
zur Verfügung. Diese doppelte Betätigungskraft wirkt jedoch auf eine gegenüber dem
Normalbremsbetrieb doppelte Fläche, so daß sich annähernd der gleiche Druck wie
im Normalbremsfall einstellt. Das wBremsgefühlW ist bei Lenk- und Normalbremsung
gleich. Darüberhinaus ergibt sich derselbe Pedalweg, da über die numehr um den Faktor
2 vergrößerte Wirkfläche des Füllstufenkolbens das doppelte Volumen verdrängt wird.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn die ersten Druckräume der Tandemhauptzylinder von
den Fü11-stufenkolben und von vom Druck in den ersten Druckräumen hydraulisch betätigbaren
Schwimmkolben begrenzt sind.
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Zweckmäßigerweise erfolgt die Abschaltung der Füllstufe im Falle der
Normalbremsbetätigung durch schaltbare Ventile, die in Verbindungen zwischen den
Füllräumen der Tandemhauptzylinder und drucklosen Nachlaufbehältern angeordnet sind.
In die Verbindungen zwischen den Füllräumen der Tandemhauptzylinder und den drucklosen
Nachlaufbehältern sind grundsätzlich die verschiedensten Ventile einsetzbar. Vorzugsweise
kommen allerdings in erster Linie solche Ventilmittel zum Ansatz, die wegabhängig
und druckabhängig schaltbar sind, da ein erstes Schaltkriterium der vom Füllstufenkolben
zurückgelegte Weg und ein zweites Schaltkriterium der in den zweiten Druckräumen
herrschende Druck ist. In die Verbindungen zwischen Füllräumen der Tandemhauptzylinder
und druck losen Nachlaufbehältern sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung des
Anmeldungsgegenstandes an sich bekannte
Kippventile eingesetzt,
die in Abhängigkeit vom Weg des Füllstufenkolbens schalten, wobei die Kippventile
zusätzlich von einem mit dem Druck der zweiten Druck räume belasteten Schaltkolben
in die Offenstellung schaltbar sind. Kontruktiv besonders einfach ist es in diesem
Zusammenhang, wenn das Kippventil einen den zurückgelegten Weg des Füllstufenkolbens
abtastenden Stößel aufweist, an dem ein vom Schaltkolben verschiebbarer Schaltstift
anschlagbar ist. Der Stößel des Kippventils schlägt dabei in der Bremslösestellung
normalerweise an einer Rampe des Füllstufenkolbens an, wodurch das Kippventil eine
Verbindung zwischen dem Füllraum und dem drucklosen Rücklaufbehälter herstellt.
Sobald der Füllstufenkolben eine geringe Strecke in Bremsbetätigungsrichtung zurückgelegt
hat, ist der die Position des Füllstufenkolbens abtastende Stößel des Kippventils
durch Kraftbeaufschlagung einer Feder soweit geschwenkt, daß das Kippventil die
Verbindung zum Füllraum unterbricht. Nach einem geringen weiteren Betätigungsweg
ist ebenfalls in den zweiten Druckräumen der Tandemhauptzylinder der Druck soweit
angestiegen, daß der Schaltkolben mechanisch am Stößel des Kippventils anschlägt
und dieses in die geöffnete Stellung zurückschwenkt.
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Da bei Normalbremsungen der Druck in den zweiten Druckräumen der Tandemhauptzylinder
relativ hoch werden kann, ist in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen, daß der
Schaltweg des Schaltkolbens durch einen gehäusefesten Anschlag begrenzt ist, an
dem der Schaltkolben bei voller Öffnung des Kippventils zur Anlage kommt. ES ist
somit ausgeschlossen, daß der Schaltkolben ständig eine solche
Kraft
auf den Stößel des Kippventils ausübt, die der wirksamen Fläche des Schaltkolbens
und dem Druck in den Druckräumen der Tandemhauptzylinder proportional ist. Ein Druckanstieg
in den Druckräumen des Tandemhauptzylinders, der größer als der Druck ist, der benötigt
wird, um den Schaltkolben in seine stößelnahe Endlage zu überführen, ist daher für
die Ventilbetätigung unwirksam, so daß keines falls eine mechanische Beschädigung
des Kippventils bei sehr hohen Drücken in den zweiten Druckräumen erfolgt. Um in
der Bremslösestellung sowie bei einem Lenkbremsbetrieb eine definierte Lage des
Schalt kolbens einzustellen, ist es vorteilhaft, daß der Schaltkolben durch eine
Druckfeder in eine stößelferne Endstellung verschiebbar ist. In bestimmten Anwendungsfällen
kann es vorteilhaft sein, wenn die Vorspannung der den Schaltkolben belasteten Druckfeder
einstellbar ist. Auch läßt sich der Druck, der erforderlich ist, den Schaltkolben
in seine stößelnahe Endposition zu überführen, dadurch einstellen, daß verschiedene
Druckfedern alternativ einsetzbar sind, so daß der Schaltpunkt des Schaltkolbens
bei konstruktiver Vorgabe seiner Wirkfläche nachträglich beeinflußbar ist.
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Die Anzahl der zur Realisierung der erfindungsgemäßen Bremsanlage
notwendigen Bauteile läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch vermindern, daß die
Verbindungen zwischen den Füllräumen und den Nachlaufbehältern gemeinsam druckabhängig
schaltbar sind.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in Fig. 1 und Fig. 2 der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig.
1 eine Bremsanlage in teilweise prinzipieller Darstellung und Fig. 2 einen Tandemhauptzylinder
im Schnitt.
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Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Bremsanlage besteht im wesentlichen
aus zwei identisch aufgebauten Tandemhauptzylindern 1,2, die mittels zweier Bremspedale
3,4 beim Aufbringen einer Betätigungskraft F betätigbar sind. Durch die unterbrochene
Linie 5 zwischen den Bremspedalen 3,4 ist angedeutet, daß die Bremspedale 3,4 sowohl
mechanisch miteinander kuppelbar als auch einzeln betätigbar sind. Ohne auf Einzelheiten
einzugehen, die später im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert werden sollen, besteht
jeder Tandemhauptzylinder 1,2 aus einem Gehäuse 6, in dem eine Zylinderbohrung 7
mit einem Bohrungsabschnitt 8 größeren Durchmessers und einem Bohrungsabschnitt
9 geringeren Durchmessers angeordnet ist. In der Zylinderbohrung 7 ist ein Füllstufenkolben
10 geführt, der durch eine mit dem Bremspedal 3 verbundene Betätigungsstange 11
in der Zylinderbohrung 7 verschiebbar ist. Die in der Darstellung rechte Stirnfläche
de Füllstufenkolbens 10 begrenzt einen ersten Druckraum 12, der eine Verbindung
zu einer Radbremse 13 hat, die an einer Fahrzeugachse angeordnet ist, bei der ein
Lenkbremsbetrieb möglich ist.
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Andererseits befindet sich in der Zylinderbohrung 7 im Bohrungabschnitt
9 geringeren Durchmessers ein
Hauptzylinderkolben 14, der einen
zweiten Druckraum 15 begrenzt, wobei am Raum 15 Radbremsen 16,17 einer Fahrzeugachse
angeschlossen sind, die nicht im Lenkbremsbetrieb betreibbar ist. Ferner besteht
zwischen dem zweiten Druck raum 15 des Tandemhauptzylinders 1 und dem korrespondierenden
Druckraum des zweiten Tandemhauptzylinders 2 eine hydraulische Verbindung. Die Fullstufen
der Tandemhauptzylinder 1 sind jeweils durch ein Kippventil 18 in Abhängigkeit von
der Position des Füllstufenkolbens 10 schaltbar. Die Schaltstellung des Kippventils
18 ist zusätzlich durch einen Schaltkolben 19 beeinflußbar, dem ebenfalls der Druck
im zweiten Druckraum 15 des Tandemhauptzylinders 1 zugeführt wird und der bei. Bremsbetätigung
beim Vorhandensein von Druck im zweiten Druckraum 15 in eine Stellung gelangt, in
der das Kippventil 18 geöffnet und die Füllstufe unwirksam ist.
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Der dem ersten Druckraum 12 des Tandemhauptzylinders 1 entsprechende
erste Druckraum des Tandemhauptzylinders 2 ist mit einer Radbremse 20 verbunden,
die an derselben Achse wie die Radbremse 13 angeordnet ist. Bevor die Wirkungsweise
der in Fig. 1 dargestellten Bremsanlage beschrieben wird, ist zunächst der Aufbau
der Tandemhauptzylinder 1,2 mit Hilfe von Fig. 2 näher erläutert.
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Aus dem in Fig. 2 dargestellten Schnittbild ist ersichtlich, daß der
Füllstufenkolben 10 einen vorderen Kolbenkopf 21 aufweist, der am offenen Ende 22
des Gehäuses 6 im größeren Bohrungsabschnitt 8 der Zylinderbohrung 7 geführt wird,
während der hintere Kolbenkopf 23 des Füllstufenkolbens 10 im kleinerem Bohrungsabshnitt
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der Zylinderbohrung 7 geführt wird. Die beiden Kolbenköpfe 21,23
sind durch einen zylindrischen Schaft 24, dessen Ausdurchmesser kleiner ist als
der Außendurchmesser der Kolbenköpfe 21,23, starr miteinander verbunden.
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An beiden Kolbenköpfen 21,23 wird je eine Dichtmanschette 25 bzw.
26 axial und radial geführt, wobei jede Dichtmanschette 25,26 mit der Zylinderbohrung
7 im Eingriff steht. Der zwischen den beiden Kolbenköpfen 21,23 angeordnete Schaft
24 des Füllstufenkolbens 10 bildet mit dem vorderen Ende der Zylinderbohrung 7 einen
Füllraum 27. Im hinteren Bohrungsabschnitt 8 der Zylinderbohrung 7 wird der Hauptzylinderkolben
14 über einen vorderen Kolbenkopf 28 und einen hinteren Kolbenkopf 29 geführt.
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Die beiden Kolbenköpfe 28,29 sind durch einen zylindrischen Schaft
30, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Bohrungsabschnitt 9'mit geringerem
Durchmesser, starr miteinander verbunden. An beiden Kolbenköpfen 28,29 wird je eine
Dichtmanschette 31,32 axial und radial geführt, die an dem Bohrungsabschnitt ge-
ringeren Durchmessers 9 anliegen. Der zwischen den beiden Kolbenköpfen 28,29 angeordnete
zylindrische Schaft 30 bildet mit dem Bohrungsabschnitt 9 geringeren Durchmessers
einen Nachlaufraum 33.
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Zwischen dem hinteren Kolbenkopf 21 des Füllstufenkolbens 10 und dem
vorderen Kolbenkopf 28 des Hauptzylinderkolbens 14 wird mit dem Bohrungsabschnitt
9 geringeren Durchmessers ein erster Druckraum 12 gebildet. Zwischen dem hinteren
Kolbenkopf 29 des Hauptzylinderkolbens 14
und dem am Ende des Bohrungsabschnitts
9 geringeren Durchmessers am Gehäuse 6 ausgebildeten Boden 34 wird mit dem Bohrungsabschnitt
9 geringeren Durchmessers der zweite Druckraum 15 gebildet. Jeweils am Ende der
beiden Druckräume 12,15 ist ein Auslaß 35,36 vorgesehen.
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Im zweiten Druckraum 15 des Tandemhauptzylinders 1 ist eine Druckfeder
37 angeordnet, die sich am Boden 34 des Gehäuses 6 abstützt und den Hauptzylinderkolben
14 über die Schulter 38 entgegen der Betätigungsrichtung, d.h. in der Zeichnung
gemäß Fig. 2 nach links, gegen den Füllstufenkolben 10 mittels der gefesselten Feder
39 drückt.
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Die Druckfeder 37 drückt über den Hauptzylinderkolben 14 und das zusammenhängende
Federpaket 39,40,41 den Fü11-stufenkolben 10 gegen den gehäusefesten Anschlag 42.
Der gehäusefeste Anschlag 42 wird von einem Sicherungsring gebildet, der in eine
am offenen Ende 22 des größeren Bohrungsabschnitts 8 ausgebildete Ringnut 43 eingesetzt
ist.
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In den ersten Druckraum 12 ragt ein am Hauptzylinderkolben 14 koaxial
befestigter Führungsstift 41 hinein.
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Der Führungstift 41 ragt mit seinem freien Ende durch eine konzentrisch
am Hauptzylinderkolben 14 ausgebildete Ausnehmung 44 einer am Füllstufenkolben 10
anliegenden, topfförmigen, in den ersten Druckraum 12 hineinragenden Anschlaghülse
40, wobei durch eine einen Anschlag 45 bildende Erweiterung am freien Ende des Führungsstiftes
41 die Bewegungsmöglichkeit der Anschlaghülse 40 entgegen der Richtung des Hauptzylinderkolbens
14 begrenzt ist.
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Zwischen dem Hauptzylinderkolben 14 und dem am Füllstufenkolben 10
anliegenden Ende der Anschlaghülse 40 ist die Druckfeder 39 angeordnet, deren Vorspannung
größer ist, als die Vorspannung der Druckfeder 37.
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Am radial äußeren Ende des hinteren Kolbenkopfes 21 sind Axialbohrungen
46 vorgesehen, die den. Füllraum 27 mit der Dichtmanschette 26 verbinden. Am radial
äußeren Ende des hinteren Kolbenkopfes 29 sind am Hauptzylinderkolben 14 Axialbohrungen
47 ausgebildet, die den Nachlaufraum 33 mit der Dichtmanschette 32 verbinden. Die
Dichtmanschette 26 ist derart ausgebildet, daß sie einen Flüssigkeitsstrom vom ersten
Druckraum 12 in Richtung des Füllraumes 27 verhindert, jedoch in umgekehrter Richtung
Flüssigkeit durchläßt. Die Dichtmanschette26 bildet somit mit dem Bohrungsabschnitt
8 mit größerem Durchmesser ein Rückschlagventil. Die Dichtmanschette 32 bildet ebenfalls
mit dem Bohrungsabschnitt 9 geringeren Durchmessers ein in Richtung von dem zweiten
Druckraum 15 zum Nachlaufraum 33 sperrendes Rückschlagventil.
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Am Gehäuse 6 des Tandemhauptzylinders 1 ist im Bereich des offenen
Endes 22 ein Befestigungflansch 48 ausgebildet, der beispielsweise an der Spritzwand
eines Kraftfahrzeuges befestigbar ist.. Die am offenen Ende 22 am Füllstufenkolben
10 ausgebildete Kalotte 49 dient zur
Aufnahme der Druckstange 11
, die mit dem Bremspedal 3 eines Fahrzeuges verbunden ist. Die Betätigungsstange
11 überträgt die von einem Führer eines Fahrzeugs auf das Bremspedal 3 ausgeübte
Kraft auf den Füllstufenkolben 10.
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Am Anfang des zweiten Druck raumes 15 ist ein in der Zeichnung senkrecht
nach oben gerichteter, trichterförmiger Ansatz am Gehäuse 6 ausgebildet. Im Ansatz
50 ist eine Stufenbohrung 51 ausgebildet, die nach oben hin offen ist und zur Aufnahme
eines in Fig. 2 nicht dargestellten Anschlußstutzens eines mit Bremsflüssigkeit
gefüllten Nachlaufbehälters dient. Am Boden der Stufenbohrung 51 sind zwei in Längsrichtung
des Tandemhauptzylinders 1 hintereinander angeordnete, senkrecht zur Längsachse
der Zylinderbohrung 7 verlaufende Radialbohrungen 52,53 ausgebildet. Die Radialbohrung
52 stellt eine Verbindung zwischen dem von der Stufenbohrung 51 gebildeten Raum
und dem Nachfüllraum 33 her. Die Radialbohrung 53 bildet das bekannte Schnüffelloch,
das den von der Stufenbohrung 51 gebildeten Raum mit dem zweiten Druckraum 15 verbindet.
Das Schnüffelloch mündet in Lösestellung des Hauptzylinderkolbens 14 in Fig. 2 kurz
hinter der Dichtmanschette 32 in den zweiten Druckraum 15.
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Zu Beginn des ersten Druckraums 12 ist das Gehäuse 6 mit einem weiteren
Ansatz 54 versehen, der eine weitere Stufenbohrung 55 aufnimmt. Die Stufenbohrung
55 ist mit einem Einsatzstück 56 versehen. Das Einsatzstück 56 verfügt seinerseits
über eine zentrische Durchlaßbohrung 57, die ebenfalls eine nicht dargestellte Verbindung
zu einem
in Fig. 2 nicht dargestellten drucklosen Nachlaufbehälter
hat. An der in der Zeichnung unteren Stirnfläche des Einsatzstückes 56 stützt sich
ein Kippventil 58 ab, das durch die Kraft einer Druckfeder 59 gegen das Einsatzstück
56 gedrückt wird. Die Druckfeder 59 stützt sich an einer Schulter 60 der Stufenbohrung
55 ab.
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Das Kippventil 58 besteht aus einem runden Teller 61, an dessen Unterseite
eine runde Dichtscheibe 62 angeordnet ist. Die radial äußere Mantelfläche des runden
Tellers 61 ist abgerundet, so daß das Kippventil 58 in der Stufenbohrung 55 geführt
ist. Ein am Teller 61 in der Zeichnung nach unten zentrisch zur Stufenbohrung 55
verlaufender Stößel 63 durchdringt die Stufenbohrung 55 kleineren Durchmessers und
ragt in den Füllraum 27 hinein. Der Durchmesser des kleineren Abschnitts der Stufenbohrung
55 ist größer als der Durchmesser des Stößel 63, damit eine Schrägstellung des Kippventils
58 zur Mittelachse der Stufenbohrung 55 ermöglicht ist. Das Ende des Stößels 63
liegt an der füllraumseitigen Stirnfläche 64 des hinteren Kolbenkopfes 21 an. Die
Mittelachse der Stufenbohrung 55 ist im Gehäuse 6 so ausgebildet, daß in Lösestellung
des Füllstufenkolbens 10 das Kippventil 58 derart schräg gestellt ist, daß eine
Verbindung von der DurchlaßbohLung 57 über den radial äußeren Rand des runden Tellers
61 und über den kleineren Abschnitt der Stufenbohrung 55 in den Füllraum 27 besteht.
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Ferner besteht von der Stufenbohrung 55 über eine Radialbohrung 65
eine Verbindung zwischen dem nicht dargestellten Nachlaufbehälter und dem ersten
Druckraum 12, die als weiteres Schnüffelloch wirkt.
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Von der Stufenbohrung 55 mit kleinerem Durchmesser zweigt eine radiale
Stufenbohrung 66 ab, deren größerer Abschnitt 67 mit einem Schraubgewinde 68 versehen
ist und einen weiteren Gehäuseanschluß 69 bildet. Querbohrungen verbinden den Abschnitt
67 mit der Durchlaßbohrung 57.
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Der größere Abschnitt 67 der Stufenbohrung 66 nimmt eine Hilfsschr-aube
70 auf, an der ein Schaltkolben 71 zur Anlage gebracht ist. Der Schaltkolben 71
trägt eine radiale Umfangsdichtung 72. Ein axialer Absatz des Schaltkolbens 71 ist
durch eine Druckfeder 73 belastet, die sich zum anderen am Absatz 74 der radialen
Stufenbohrung 66 abstützt. Im Bohrungsabschnitt 75 kleineren Durchmessers der Stufenbohrung
66 ist ein Schaltstift 76 angeordnet, der annähernd senkrecht zum Stößel 63 des
Kippventils 58 steht. Ein O-Ring dichtet den Schaltstift 76 im Bohrungsabschnitt
75 der Stufenbohrung 66 ab. Die Länge des Schaltstiftes 76, der Schaltkolben 71
sowie die Stufenbohrung 66 sind derart bemessen, daß der Schaltstift 76 das Kippventil
58 über den Stößel 63 voll geöffnet 'hält, wenn die kleinere axiale Stirnfläche
des Schaltkolbens 71 am Absatz 74 der Stufenbohrung anschlägt.
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Nachfolgend ist unter Zuhilfenahme der Fig. 1 und 2 die Wirkungsweise
der beschriebenen Bremsanlage näher erläutert. Es ist angenommen, daß zunächst keine
Betätigungskräfte F auf die Bremspedale 3,4 der Tandemhauptzylinder 1,2 ausgeübt
werden, so daß alle beweglichen Teile der Tandemhauptzylinder 1,2 die in Fig. 2
dargestellte Position einnehmen. Nun sei angenommen, daß die Bremspedale 3,4 mechanisch
miteinander gekuppelt sind und eine Betätigungskraft F auf die Bremspedale 3,4 ausgeübt
wird. Da sich bei einer derartigen Bremsbetätigung beide Tandemhauptzylinder 1,2
synchron bewegen, wird der Bremsvorgang anhand des in Fig. 2 dargestellten Tandemhauptzylinders
1 erläutert.
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Eine Betätigungskraft F auf das Bremspedal 3 wird über die Betätigungsstange
11 auf den Füllstufenkolben 10 übertragen, der sich daraufhin in Betätigungsrichtung
verschiebt, mit seiner Manschettendichtung 26 das Schnüffelloch 65 überfährt und
dadurch den ersten Druckraum 12 vom drucklosen Nachlaufbehälter abtrennt.
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Gleitzeitig wird das Kippventil 58 geschlossen und die Verbindung
zwischen dem drucklosen Nachlaufbehälter und dem Füllraum 27 unterbrochen. Bei weiterer
Verschiebung des Füllstufenkolbens 10 verdrängt der Kolbenkopf 23 in Verbindung
mit der Dichtmanschette 25 Druckmittel aus dem Füllraum über die Axialbohrung 24
und die Dichtmanschette 26 am Kolben kopf 21 in den ersten Druckraum 12 des Tandemhauptzylinders
1. Das verdrängte Druckmittel gelangt aus dem ersten Druckraum 12 über den Anschluß
25 zur Radbremse 13 und füllt zunächst das erforderliche Schluckvolumen in diesem
Bremskreis aus. Die gleichen Vorgänge entstehen an der Radbremse 20 (Fig. 1) die
vom zweiten Tandemhauptzylinder 2 druckversorgt wird.
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Durch die Kraft der Druckfeder 39 und den Druckanstieg im ersten Druckraum
11 wird der Hauptzylinderkolben 14 nach Uberwinden der Reibkräfte der Dichtmanschetten
31,32 ebenfalls in Betätigungsrichtung verschoben, das ihm zugeordnete Schnüffelloch
53 überfahren und sodann ein hydraulischer Druck im zweiten Druckraum 15 erzeugt.
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Dieser hydraulische Druck gelangt'einerseits zu den Radbremsen 16,17
der nicht lenkbremsbaren Achse und wird gleichermaßen im zweiten Druckraum des Tandemhauptzylinders
2 wirksam, der dem Druckraum 15 des
Tandemhauptzylinders 1 entspricht.
Der Druck in den Druckräumen 15 bzw. in den Radbremsen 16,17 gelangt darüberhinaus
über den Gehäuseanschluß 69 und die Hohl-' schraube 17 zum Schaltkolben 71, der
sich gegen die Kraft der Druckfeder 73 in der Stufenbohrung 66 verschiebt.
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Eine derartige Verschiebung hat zur Folge, daß die axiale Stirnfläche
des Schaltkolbens 71 den Schaltstift 76 derart verschiebt, daß der Schaltstift 76
am Stößel 63 des Kippventils 58 anschlägt, wodurch das Kippventil 58 wieder geöffnet
wird. Nun besteht wiederum eine Verbindung zwischen dem drucklosen Nachlaufbehälter
und den Füllräumen 27, so daß die Füllstufen der Tandemhauptzylinder 1,2 beim weiteren
Druckaufbau unwirksam sind. In diesem Betriebszustand werden alle Radbremsen 13,16,17,20
mit Druck versorgt, so daß das Fahrzeug bezogen auf seine Längsachse gleichmäßig
abgebremst wird. Der Druck in den Radbremsen 13,16,17,20 ist durch Variation der
Betätigungskraft F auf die Bremspedale 3,4 der Tandemhauptzylinder 1,2 den Erfordernissen
anpaßbar. Beim Bremslösevorgang bzw. beim Fortfall der Betätigungs- kraft F auf
die Bremspedale 3,4 kehren sich die beschriebenen Bewegungsvorgänge um, bis schließlich
die in Fig. 2 dargestellte Ruhelage beider Tandemhauptzylinder 1,2 wiederhergestellt
ist.
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Nachfolgend ist eine Bremsbetätigung betrachtet, bei der nach der
Entkupplung der Bremspedale 3,4 ausschließlich der Tandemhauptzylinder 1 betätigt
wird, so daß mit Hilfe der Radbremse 13 ein Lenkbremsvorgang durchgeführt wird.
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Wird also ausschließlich auf das Bremspedal 3, das dem Tandemhauptzylinder
1 zugeordnet ist, eine Betätigungskraft aufgebracht, so verschiebt sich wiederum
über die
Betätigungstange 11 der Füllstufenkolben 10 in Betätigungsrichtung,
wodurch das Schnüffelloch 65 zum ersten Druckraum 12 des Tandemhauptzylinders 1
verschlossen wird und das Kippventil 58 durch Anlage der runden Dichtscheibe an
der unteren Stirnfläche des Einsatzstückes 56 schließt. Infolge der größeren Stirnfläche
des Kolbenkopfes 23 des Füllstufenkolbens 10 wird nachfolgend Druckmittel aus dem
Füllraum 27 über die Axialbohrungen 46 und die Dichtmanschette 26 in den ersten
Druckraum 12 gefördert. Das zum ersten Druckraum 12 strömende Druckmittel füllt
zunächst das Schluckvolumen des am Anschluß 35 angeschlossen Bremskreises aus und
sorgt im weiteren für einen Druckaufbau, der an der Radbremse 13 des Fahrzeuges
wirksam wird. Ein hydraulischer Druck im ersten Druckraum 12 des Tandemhauptzylinders
1 bewirkt ebenfalls eine Verschiebung des Hauptzylinderkolbens 14 in Betätigungsrichtung.
Im zweiten Druckraum 15 des Tandemhauptzylinders 1 kann sich jedoch kein Druck aufbauen,
da der zweite Druck raum 15 mit dem korrespondierenden Druckraum des zweiten Tandemhauptzylinders
2 in Verbindung steht und dieser Druck raum des Tandemhauptzylinders 2 über das
ihm zugeordnete Schnüffelloch eine Verbindung zum drucklosen Nachlaufbehälter hat.
Die aus dem zweiten Druckraum 15 des Tandemhauptzylinders 1 verdrängte Füssigkeit
gelangt also. ohne nennenswerten Druckaufbau über den zweiten Druckraum des Tandemhauptzylinders
2 zum Nachlaufbehälter. Dies hat einerseits zur Folge, daß die Radbremsen 16,17
drucklos bleiben und nicht an der Abbremsung beteiligt sind und führt andererseits
dazu, daß der Schaltkolben 71 infolge eines fehlenden Drucks am Gehäuseanschluß
69 in seiner in Fig. 2 dargestellten Endposition verbleibt und
das
Kippventil 58 geschlossen bleibt. Dies bedeutet aber, daß keine Abschaltung der
Füllstufe des ersten Tandemhauptzylinders 1 erfolgt. Folglich ist die Wirkfläche
des Kolbenkopfes 23 des Füllstufenkolbens 10 während der gesamten Bremsbetätigung
wirksam. Da auch der Füllstufenkolben des zweiten Tandemhauptzylinders 2 in Ruhe
bleibt, bzw. der zweite Druck raum des zweiten Tandemhauptzylinders 2 ständig eine
Verbindung zum drucklosen Nachlaufbehälter hat, erfolgt auch in der Radbremse 20
kein Druckaufbau, so daß bei der beschriebenen Bremsbetätigung ausschließlich die
Radbremse 13 am Bremsvorgang beteiligt ist und eine Lenkbremsung durchgeführt wird.
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Entfällt die Betätigungskraft F auf das Bremspedal 3 des Tandemhauptzylinders
1, so gehen alle beweglichen Teile dieses Hauptzylinders in die in Fig. 2 dargestellte
Lage zurück, in der sämtliche Radbremsen 13,16,17,20 drucklos sind.
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Die beschriebene Bremsanlage wirkt in entsprechender Weise, wenn ausschließlich'eine
Betätigungskraft F auf das Bremspedal 4 des Tandemhauptzylinders 2 ausgeübt wird
und eine Lenkbremsung mit Hilfe der Radbremse 20 durchgeführt werden soll.