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Geberzylinder
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Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder, insbesondere für hydraulische
Betätigungseinrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Gehäuse ausgebildeten
Stufenbohrung zur Aufnahme eines Kolbens, der mit dem kleineren Bohrungsabschnitt
einen Druckraum und mit 4cm. größeren Bohrungsabschnitt einen Ausgleichsraum bildet,
wobei ein von einer Nachlaufkammer in die Stufe verlaufender, erster Kanal in Lösestellung
des Kolbens über einen bei Betätigung des Kolbens durch ein Ventil schließbaren
zweiten Kanal verbunden ist, der in die Druckkammer mündet.
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Bei einem bekannten Hauptzylinder dieser Art (DE-OS 30 21 893) sind
in Lösestellung des Kolbens der Ausgleichsraum und der Druckraum über den ersten
und zweiten Kanal mit der Nachlaufkammer verbunden. Eine Druckprüfung dieses Hauptzylinders
am Fahrzeug ist nur durch Betätigung des Bremspedals möglich; da erst nach Schließen
des Ventils im Druckraum ein Druck aufgebaut wird und dieser, falls eine undichte
Stelle an den Dichtmanschetten bzw. der Zylinderbohrung vorhanden ist, sich über
die Dichtmanschetten abbaut. Dieser Druckabbau wird gleichzeitig über ein mit dem
Druckraum verbundenes Meßgerät ermittelt. Diese Messung ist aber zeitraubend und
recht ungenau, da zur Messung zwei Personen benötigt werden und ein genau einzuhaltender
Prüfdruck über das Bremspedal schwer einstellbar ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Geberzylinder
der eingangs genannten Art bei annähernd gleichem Herstellungsaufwand derart einfach
zu gestalten, daß eine Druckprüfung von nur einer Person und ohne Betätigung des
Bremspedals schnell und zuverlässig durchgeführt werden kann.
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Diese Erfindung wird dadurch gelöst, daß der erste Kanal zwischen
der Stufe und dem zweiten Kanal gegenüber dem Ausgleichsraum druckdicht verschlossen
ist, und daß im Gehäuse ein dritter Kanal ausgebildet ist, der von der Stufe zu
einem separaten Anschluß in der Nachlaufkaminer verläuft. Hierdurch ist der Druckraum
spezieli über einen separaten Kanal mit dem Ausgleichsraum verbunden. Durch diese
Anordnung kann beispielsweise nach druckdichtem Aufsetzen eine Drucksonde auf den
separaten Anschl-uß und gleichzeitigem Druckaufbau der sich anschließende Druckabfall
im Druckraum gemessen werden, falls eine Undichtigkeit an der Dichtmanschette bzw.
Zylinderbohrung vorhanden ist.
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Es ist vorteilhaft, daß der separate Anschluß eine Dichtfläche besitzt,
deren achsparallele Projektion durch die Öffnung der Nachlaufkammer verläuft. Hierdurch
ist es möglich, daß eine Drucksonde von außen auf den separaten Anschluß gesetzt
werden kann. Es ist aber auch möglich, eine Druckprüfung bereits nach der Montage
eines auptzylinders durchzuführen. Ist auf den Ring.tutzen der Nachlaufkammer ein
Auslaufstutzen eines Ausgleichsbehälters befestigt, so muß hierbei die Öffnung für
den Verschlußdeckel des Ausgleichsbehälters etwa senkrecht
oberhalb
des Auslaufstutzens und der Nachlaufkammer ausgebildet: sein, damit eine Drucksonde
leicht und druckdicht aufgesetzt werden kann.
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Eine einfache Herstellung des Gehäuses wird dadurch erreicht, daß
der zweite Kanal radial von augen in das Gehäuse dringt und den ersten Kanal im
wesentlichen senkrecht schneidet und gegenüber der Atmosphäre druckdicht verschlossen
ist.
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Der Geberzylinder läßt sich besonders einfach herstellen, wenn die
die Längsachse enthaltenden bzw. parallel dazu verlaufenden Längsschnitte des dritten
Kanals im Gehäuse konisch ausgebildet sind, wobei die engste Stelle an den separatcn
Anschl.uß angrenzt und die senkrecht zur Längsachse des Gehäuses verlaufenden Querschnitte
im wesentlichen nierenförmig ausgebildet sind, wobei die konkaven Flächen der Querschnitte
der Zylinderbohrung zugewandt sind. Hierdurch wird ein in gußtechnischer-Hinsicht
sehr einfach gestaltetes Gehäuse geschaffen, das beispielsweise im Druckguß-Verfahren
hergesellt werden kann, wobei der zur Herstellung der Stufenbohrung und des dritten
Kanals notwendige Kern bei jedem neuen Gießvorgang stets wieder verwendet werden
kann. Der besonders günstige Querschnitt sowie das große Volumen des dritten Kanals
verhindert ein frühzeitiges Durchbrennen des zur erstellung des dritten Kanals verwendeten
metallischen oder keramischen Kerns.
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Es ist besonders vorteilhaft, daß der erste Kanal. aus einer zylindrischen
Bohrung besteht. Hierdurch kann eine äußerst einfache Abdichtung der Bohrung gegenüber
dem Ausgleichsraum hergestellt werden, wie dies beispielsweise durch Einpressen
einer Kugel in die Bohrung erreicht wird. Die Bohrung wird beispielsweise durch
mechanische Bearbeitung hergestellt und kann dabei in einem besonders geringen Abstand
zum gegossenen dritten Kanal verlaufen. Es ist aber auch denkbar, einen zylindrischen
Kern zur Herstellung der Bohrung während des Gießvorgangs zu verwenden.
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Es ist für die Herstellung des Gehäuses besonders vorteilhaft, wenn
die Anschlüsse von Sacklochbohrungen gebildet werden, die vom Boden der Nachlaufkammer
ausgehen und im wesentlichen parallel zur Wandung der Nachlaufkammer verlaufen und
den jeweils ihnen zugeordneten Kanal schneiden.
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Da die zentrale Öffnung der Nachlaufkammer besonders durch den Auslaufstutzen
eines Ausgleichsbehälters zentral eingeengt wird, ist es vorteilhaft, daß der Mittelpunkt
der Öffnung der Nachlaufkammer auch der Mittelpunkt der Dichtfläche ist und daß
außerhalb der Dichtfläche der separate Anschluß in die Nachlaufkammer mündet. Diese
Anordnung gestattet ein blindes Einsetzen der Drucksonde in die Öffnung der Nachlaufkammer.
Weiterhin ist gewährleistet, daß eine Druckprüfung nur an dem ersten Kanal vorgenommen
werden kann, da der dritte Kanal seitlich neben dem ersten Kanal verläuft und daher
von der Öffnung der Nachlaufkammer bei montiertem Ausgleichsbehälter nicht erreichbar
ist.
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Damit der Querschnitt des dritten Kanals an der Zylinderbohrung möglichst
klein ist und gleichzeitig eine gute Entlüftbarkeit des Geberzylinders gewährleistet
wird, ist es vorteilhaft, wenn der Schnittpunkt des ersten und des zweiten Kanals
im wesentlichen auf der zur Längsachse scnkrecten Gerade des Gehäuses liegt und
die Einmündung des ersten Kanals an der Stufe so gelegt ist, daß über die Einmündung
an der Stufe des dritten Kanals eine einwandfreie Entlüftung des Geberzylinders.
erfolgen kann.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 Längsschnitt durch einen Tandemhauptbremszylinder
gemäß der Erfindung, Fig. 2 Draufsicht auf den Tandemhauptbremszylinder gemäß Fig.
1 Fig. 3 Längsschnitt quer zur Längsachse des TandemhauptbremsLylinders gemäß der
Schnittführung III-III in Fig. 1, Fig. 4 Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Gehäuses eines Geber zylinders und Fig. 5 Schnitt quer zur Längsachse des,Ceberzylinders
gemäß der Schnittführung V-V in Fig. 4.
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Der in Fig 1 dargestellte Tandemhauptbremszylinder ist für eine Zweikreis-Bremsanlage
eines Kraftfahrzeugs bestimmt und besteht aus einem Gehäuse 1 mit einer Stufen~
bohrung 2, die konzentrisch zur Längsachse 3 des Gehäuses 1 vom offenen Ende 4 zum
geschlossenen Ende 5 verläuft.
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Am uebergang des größeren zum kleineren Durchmessers der Stufenbohrung
2 ist eine im.wesentlichen senkrecht zur Längsachse 3 verlaufende Stufe 6 ausgebildet.
Am offenen Ende 4 des.Gehäuses 1 wird ein Primärkolben 7 der Stufenbohrung 2 axial
verschiebbar geführt, der eine Primärdichtmanschette 8 trägt. Der Primärkolben 7
ragt mit seinem rohrförmigen Abschnitt 9 aus dem Gehäuse 1 hervor, das zur Aufnahme
einer in der Zeichnung nicht dargestellten, vom Bremspedal eines Kraftfahrzeugs
betätigten Druckstange dient.
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Im hinteren, dem geschlossenen Ende 5 näheren Abschnitt der Stuenbohrung
2 ist ein Sekundärkolben 10 verschiebbar geführt, der an seinem vorderen Ende eine
Dichtmanschette 11 und an seinem hinteren Ende eine Sekundärdichtmanschette 12 trägt.
Der Sekundärkolben 10 wird von einer zwischen ihm und dem geschlossenen E.nde 5
wirkenden Sek.undärdruckfeder 13 zum offenen Ende 4 vorgespannt und hat einen Vorsprung
14, der seine Vorwärtsbewegung durch Anstoßen an dem geschlossenen Ende 4 begrenzt.
Die zugewandten Enden des Primär- und Sekundärkolbens 7,10 sind durch Kupplungs
glieder 15,16 derart miteinander verbunden, daß sie eine bestimmte axiale Bewegung
des Primär- und Sekundärkolbens 7 und 10 in Bezug aufeinander ermöglichen. Die Kolben
7 und 10 werden von einer Primärdruckfeder 17 voneinander weg vorgespannt.
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Oberhalb der Stufenbohrung 2 verlaufen senkrecht zur Längsachse 3
zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Nachlaufkammern 18, 19, deren Mittellinien
20,21 die'Längsachse 3 schneiden. Die Nachlaufkammer 18. ist dem Primärkolben 7
und die Nachlaufkammer 19 dem Sekundärkolben 10 zugeordnet. In den SacklQchbohrungen
der Nachlaufkammern 18,19 sind je eine ringförmige Dichtung 22,23 eingeknöpft. Die
Nachlaufkammern 18,19 dienen zur Aufnahme je eines in der Zeichnung nicht dargestellten
Auslaufstutzens eines Ausgleichsbehälters, der dann mit der jeweiligen Dichtung
22,23 die Nachlaufkammer 18 bzw.
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19 nach außen dichtend trennt. Die Nachlaufkammer 19 steht mit der
zwischen dem Sekundärkolben 10 und dem geschlossenen Ende 5 der Stufenbohrung 2
gebildeten Druckkammer 24 durch eine Öffnung 25. in Verbindung. Gleicheinig ist
die Nachlaufkammer 19 mit dem vom Sekundärkolben 10 zwischen der Dichtmanschette
11 und der Sekundärdichtmanschette 12 gebildeten Ausgleichsraum 54 durch eine weitere
Öffnung 27 verbunden. Die bffnung 27 wird von einer Steckhülse 26 gebildet, die
gleichzeitig einen Anschlag zum offenen Ende 4 hin für den Sekundärkolben 10 herstellt.
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Von der Stufe 6 in Richtung des deschlossenen Endes 5 verläuft ein
erster Kanal 28 zu dem Anschluß 29 der Nachlau.fkammer 18. Der erste Kanal 28 ist
beispielsweise durch Bohren einer Bohrung mit geringfügiger Neigung zur Längsachse
3 hergestellt worden. Der erste Kanal 28 ist an sei nein Ende im Bereich der Stufe
6 mittels einer in
den Kanal 28 eingepreßten Kugel 30 druckdicht
verschlossen. Die Nachlaufkammer 18 ist .huber den Anschluß 29, den ersten Kanal
28 und den zweiten Kanal 31 mit dem zwischen dem Primärkolben 7 und dem Sekundärkolben
10 gebildeten Druck raum 32 verbunden. Der zweite Kanal 31 dringt- radial von außen
in den Druckraum 32 ein und schneidet dabei den ersten Kanal 28. Der zweite Kanal
31 ist kurz vor seinem Ausgang aus dem Gehäuse 1 des Tandemhauptzylinders mit einer
Kugel 33 druckdicht verschlossen. Die Längsachse 34 des zweiten Kanals 31 verläuft
senkrecht zur Längsachse 3 und schneidet in seiner gedachten Verlängerung den Mittelpunkt
der Stufenbohrung 2.
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Der zweite Kanal 31 bildet mit dem Primärkolben 7 und der Primärdichtmanschette
8 ein wegabhängiges Ventil, das bfzi Betätigung des Primärkolbens 7 den Druckraum
32 von der Nachlaufkammer 18 trennt. Der Anschluß 23 weist -an seinem Ende eine
der Nachlaufkammer 18 zugewandte, kegelstumpfförmige Dichtfläche 35 auf, die eine
druckdichte Verbindung beim Aufsetzen einer in der Zeichnung nicht dargestellten
Drucksonde herstellt.
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In F-ig. 2,3,4 und 5 verläuft seitlich neben dem ersten Kanal von
der Stufe 6 in Richtuny des geschlossenen Endes 5 ein- dritter Kanal 36. Das Ende
des dritten Kanal 36 mündet in einen separaten Anschluß 37, der im wesentlichen
parallel zur Mittellinie 20 der NachlauDRammer 18 verläuft und seitlich neben dem
Anschluß 29 in die Nach laufkammer 18 einläuft. Der separate Anschluß 37 und der
dritte Kanl 36 verbinden somit die Nactllauflcammer 18 mit
dem
vor der Stufe 6 zwischen der Stufenbohrung 2 und dem Primärkolben 7 ausgehildeten
Ausgleichsraum 38. An der Stufe 6 ist im Bereich der Kanäle 28, 36 eine im wesentlichen
im Querschnitt sichelförmige Vertiefung 39 ausgebildet, die in der dargestellten
Lösestellung des Primärkolbens 7 eine Druckmittelverbindung von-den Kanälen 28,
36 zum Primärkolben 7 herstellt.
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Der Ausgleichsraum 38 wird gemaß Fig. 1 zum offenen. Ende 4 hin, zwischen
der Stufenbohrung 2 und dem Primärkolben 7 durch die Scheibe 40 und das sich anschließende
Dichtungspaket 41, das sich über eine weitere Scheibe 42 an einem gehäusefesten
Sicherungsring 43 abstützt, begrenzt. Die-Scheibe 40 liegt an der Stufe 6 an und
bildet für das Diciltungspaket 41 einen Anschlag. Der Primärkolben 7 weist einen
Ringbund 44 auf, über den er an seiner Mantelfläche 45 in der die Druckräume 24,32
bildenden Stufenbohrung 2 geführt wird. An der Stirnseite 4G des Abschnitts 44 stützt
sich die Primärmanschette 8 ab.
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In der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung des Primärkolbens
7 gibt die Primärdichtmanschette 8 gerade den zweiten Kanal 31 zum Druckraum 32
frei. Der sich an den Abschnitt 44 anschließende, aus dem offenen Ende 4 herausragende,
rohrförmige Abschnitt 9 weist gegenüber dem Abschnitt 44 einen kleineren Durchmesser
auf. Das Dichtungspaket 41 dichtet den Primärkolben 7 auf der Mantelfläche des rohrförmigen
Abschnitts 9 ab. An dem ringförmigen Abschnitt 44 sind parallel zur Längsachse 3
verlaufende Bohrungen 47 ausgebildet, die vom Ausgleicbsraum
38
zur Rückwand der Primärdichtmanschette 8 verlaufen. Hierdruch wird beim Ansaugvorgang
des Tandemhauptbremszylinders eine Druckmittelverbindung vom Aus--gleichsraum 38
über die Bohrungen 47 und die Primärdiciltmanschette 8 zum Druckraum 33 hergestellt.
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In den Fig. 2 und 3 werden nochmals die Lage der Kanäle 28,31,36 in
einer anderen Ansicht verdeutlicht dargestellt. Der Abgang 48 gemäß Fig. 2 stellt
den Druckmittelanschluß des Druckraums 32 zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten
Bremskreis eines Fahrzeugs her. Der Anschluß 49 stellt die Druckmittelverbindung
der Druckkammer 24 zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten zweiten Bremskreis
eines Fahrzeugs her. Der am Gehäuse 1 angegossene Flansch 50 dient zur Befestigung
an einer in der Zeichnung nicht dargestellten, Fahrzeugs festen Wand, beispielsweise
der Wand eines Bremskraftverstärkers. Hierbei ist der vordere Abschnitt 51 des Tandemhauptbremszylinders
in das Gehäuse des Bremskraftr -verstärkers integriert, so daß die axiale Baulänge
der Bremseinheit yering ist.
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In Fig.'4 und 5 der Zeichnung ist eine weiteres Ausführungsbeispiel
eines Tellausschnitts eines Gehäuses 1 eines Geberzylinders dargestellt. Die Bezugszeichen
für sinngemäß gleiche Teile wurden aus den -Fig. 1 bis 3- über--nommen. Zur Vermeidung
von Wiederholungen wird nachfolgend nur auf die Unterschiede eingegangen. Gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel untersch.eidet sich das Gehäuse des Geberzylinders
1 nur dadurch, daß der Kanal 36 und -die im Querschnitt sichelförmige Vertiefung
39 bereits
beim Gießvorgang des Gehäuses 1 ausgebildet wurde.
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Hierbei verjüngt sich die in der Zeichnung dargestellte, untere Kanalwandu-ng
52 zum geschlossenen Ende 5 des Gehäuses hin. Die obere Kanalwandung 53 verläuft
im wesentlichen parallel zur Längsachse 3 des Gehäuses 1. Der Querschnitt des dritten
Kanals 36 ist im Querschnitt nierenförmig ausgebildet, wobei die konkaven Seiten
der Querschnitte der Stufenbohrung 2 zugewandt sind.
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Die Arbeitsweise des beschriebenen Tandemhauptbremszylinders ist folgende:
Wenn Druckmittel-über die Anschlüsse 48,49 zu den mit je einer Bremsdruckleitung
verbundenen Vorder- und Htnterachsbreinsen, die in der Zeichnung nicht dargestellt
sind, geführt werden soll, schiebt die in der Zeichnung nicht dargestellte Druckstange
eines von einem Bremspedal betätigten Bremskraftverstärkers den Primärkolben 7 in
der Stufenbohrung 2 in Richtung des geschlossenen Endes 5, wodurch auch der Sekundärkolben
10 über die sich an den beiden Kolben 7,10 abstützende Primärdruckfeder.17 in der
Stufenbohrung 2 bewegt wird, bis die Druckmittelverbindung zwischen den Druckkammern
24,32 und den zugeordneten Nachlaufkammern 18,19 an dem dritten Kanal 33 bzw. an
der Öffnung 25 durch die zugeordnete Primardichtmanchette 8 bzw.. die Sekundärdichtmanschette
12 unterbrochen ist. Bei weiterer Vorwärtsbewegung des Primärkolbens 7 und des Sekundärkolbens
10 werden die Druckkammern 32 und 24 dann zum Betätigen der Bremsen von den Kolben
7,10 unter Druck gesetzt. Hierbei ist es notwendig,
daß die Nachlaufkammern
18 bzw.l9 über die Kanäle 36 bzw.27 mit dem jeweiligen Ausgleichsraum 38 bzw. 54
in Verbindung stehen, um sicherzustellen, daß der wahrend eines Bremsvorgangs durch
Bremsbelagverschleiß hervorgerufene Bremsflüssigkeitsmehrbedarf beim Rückstellen
der Kolben 7,10 über die Nachlaufkammern 18,19, die Ausgleichsräume 38,54, die Bohrungen
47,55 und den radial äußeren Rand der Primärdichtmanschette 8 und der Sekundärdichtmanschette
12 in den jeweiligen Druckraum-24, 32 kontinuierlich nachsaugen kann.
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Bei der Druckprüfung einer mit einem derartigen Tandemhauptbremszylinder
ausgerüsteten Bremsanlage wird über die in der Zeichnung nicht dargestellte Behälteröffnung
eines Ausgleichsbehälters eine ebenfalls nicht dargestellte Drucksonde eingeführt,
die auf der Dichtfläche 35 des Anschlusses 29 druckdicht aufgesetzt wird. Nun wird
über die Drucksonde die Bremsanlage mit Druck beaufschlagt. Hierbei setzt sich der
Druck über den ersten und zweiten Kanal 28,31, den Druckraum 32 und den ersten Abgang
48 zu den entsprechenden Radbremsen eines KrafLfahrzeugs fort. Diese Druckprüfung
am Fahrzeug hat den Vorteil, daß ohne Betätigung des Bremspedals eine zeitsparende
und zuverlässige Druckprüfung ermöglicht wird.
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Es ist aber auch möglich, die Druckprüfung nur mit einem oder mehreren
Hauptbremszylindern gleichzeitig durchzuführen. Hierbei müssen ledigli.ch die Abgänge
48,49 druckdicht verschlossen werden.
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- Lee r'se ite -