DE3338248A1 - Hauptzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder mit einem verändJLichen Übersetzungsverhältnis, insbesondere für Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Gehäuse ausgebildeten Stufenbohrung zur Aufnahme eines Stufenkolbens, dessen einer Kolbendurchmesser einen Druckraum und dessen anderer Kolbendurchmesser einen Füllraum begrenzt, wobei Füllraum und Druckraum in Lösestellung des Stufenkolbens über bei Betätigung des Stufenkolbens durch Ventile schließbare Kanäle mit einem Nachfüllbehälter verbunden sind und wobei der Nachfüllbehälter mit dem Füllraum und dem Druckraum über ein erstes Rückschlagventil und der Füllraum mit dem Druckraum über ein zum Druckraum öffnendes zweites Rückschlagventil verbunden sind und mit einem bei Betätigung durch den Stufenkolben infolge einer Federkraft durch Verschlußglieder schließbaren Steuerventil, das durch den hydraulischen Druck gegen die Kraft einer Feder zu öffnen ist, um Nachfüllbehälter und Füllraum miteinander zu verbinden.

Ein derartiger Hauptzylinder ist in dem ATE-Bremsenhandbuch, 6. Auflage 1979, Seite 45 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel bildet der größere Abschnitt des Stufenkolbens mit der Stufenbohrung die Füllstufe und der kleinere Abnschnitt des Stufenkolbens mit der Stufenbohrung die Druckstufe. Hierbei ist das Steuerventil im Stufenkolben integriert und dient gleichzeitig als Druckstange für den Druckstufenkolben. Dies hat zum einen den Nachteil, daß die Knicklänge des Stufenkolbens ungewöhnlich lang ist und dadurch der Stufenkolben ver-

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hältnismäßig steif ausgebildet sein muß und zum anderen den Nachteil, daß der Hauptzylinder in seinen radialen Äbmesseungen recht groß baut, da der Durchmesser der Füllstufe stets größer ist als der Durchmesser der Druckstufe. Diese Merkmale führen zu erhöhtem Gewicht des Hauptzylinders. Damit die Druckstufe in Lösestellung des Hauptzylinders über das als Schnüffelloch ausgebildete Ventil mit dem Nachfüllbehälter verbunden ist, ist bei dem beschriebenen Hauptzylinder ein zweiteiliges Gehäuse erforderlich. Dies führt zur erhöhten Herstellkosten und erschwert die Montage.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Hauptzylinder der eingangs genannten Art in seinen Abmessungen bei gleichzeitiger Gewichtsreduzierung zu verkleinern und gleichzeitig seinen Aufbau bei geringeren Herstellungskosten zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der größere Kolbendurchmesser die Druckstufe und der kleinere Kolbendurchmesser die Füllstufe begrenzt. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung richtet sich der größte Durchmesser der Stufenbohrung nicht mehr nach der Füllstufe, sondern nach der Druckstufe. Die radialen Gehäuseabmessungen können also gemäß der Erfindung reduziert werden.

Eine Verringerung der Anzahl von Bauteilen und eine dadurch bedingte Kosten- und Gewichtsreduzierung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Stufenkolben durch das Steuerventil in einen Füllstufenkolben und

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einem Druckstufenkolben geteilt ist und daß ein Verschlußglied des Steuerventils gleichzeitig den Füllstufenkolben bildet. Durch die erfindungsgemäße zweiteilige Ausführung des Stufenkolbens in einen Füllstufenkolben und einen Druckstufenkolben wird auf einfache Weise die Integration des Füllstufenkolbens in das Steuerventil hergestellt. Hierbei bestehen gemäß der Erfindung die Verschlußglieder des Steuerventils aus einem Schließkörper und einem Ventilkolben, wobei der Ventilkolben gleichzeitig den Füllstufenkolben bildet, wobei die Verschlußglieder des Steuerventils in einer Bohrung des Druckstufenkolbens geführt werden und wobei die Verschlußglieder in ihrer Bewegung in Schließrichtung durch einen am Druckstufenkolben ausgebildeten Anschlag begrenzt sind. Der Druckstufenkolben übernimmt zusätzlich zum Druckaufbau die Aufnahme und Führung des Steuerventils und bildet gleichzeitig den Anschlag für den Füllstufenkolben nach Beendigung des Füllvorgangs.

Eine einfache Herstellung des Füllraums, der bei Erreichen eines bestimmten Druckes das Steuerventil schlagartig öffnet, damit zur Druckabsenkung eine Verbindung zwischen dem Nachfüllbehälter und dem Füllraum hergestellt wird, wird dadurch erreicht, daß der Ventilkolben den Druckraum durchdringt, daß am Boden des Gehäuses eine Sacklochbohrung ausgebildet ist, die mit dem Ende des Ventilkolbens den Füllraum bildet und daß der Ventilkolben von einem Kanal durchdrungen wird. Damit das Steuerventil nach Erreichen des vorgegebenen Drucks im Füllraum stets geöffnet bleibt, muß ein geringer Restdruck im Füllraum aufrecht erhalten werden. Dieser mindert den Wirkungsgrad des Hauptzylinders geringfügig, was sich jedoch auf das Bremsverhalten kaum auswirkt.

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Damit während des Füllvorganges das im Füllraum verdrängte Füllvolumen in den Druckraum möglichst einfach eingespeist wird und somit die mit dem Druckraum verbundenen Radbremsen möglichst schnell zu Anlage gelangen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß auf der Mantelfläche am gegenüberliegenden Ende des Füllraums am Ventilkolben zwei in geringem Abstand hintereinander angeordnete Dichtringe befestigt sind, die mit der zentralen Bohrung im Gleiteingriff stehen, daß zwischen den beiden Dichtringen eine Bohrung vom Kanal zur Mantelfläche des Ventilkolbens verläuft, wobei der Durchmesser der Mantelfläche des Ventilkolbens geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der zentralen Bohrung und wobei der dem Füllraum nähere Dichtring am Ventilkolben das zweite Rückschlagventil in Form einer Dichtmanschette bildet. Die Herstellung dieser für den Füllvorgang vorgesehenen Druckmittelverbindung ist im Ventilkolben besonders einfach realisierbar und führt zu einer einfachen, billigen und zuverlässig arbeitenden Führung des Kanalsystems vom Füllraum zum Druckraum.

Gemäß eines weiteren Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die zentrale Bohrung zweigeteilt ist und auf der einen Seite vom Druckstufenkolben und auf der anderen Seite von einer mit· dem Druckstufenkolben druckdicht verbundenen Hülse gebildet wirdI Diese Anordnung ermöglicht eine besonders einfache Herstellung des für die beiden Verschlußglieder vorgesehenen Anschlags, der zwischen der Hülse und dem Druckstufenkolben ausgebildet ist. Die Montage und die Herstellung des Steuerventils wird hierdurch besonders erleichtert.

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Eine weitere Vereinfachung des Steuerventils besteht darin, daß radial außerhalb des Dichtsitzes am Schließkörper axial verlaufende Durchgangskanäle ausgebildet sind und daß der Dichtsitz am Schließkörper.von einer am Schließkörper befestigten Kugel gebildet wird. Da der kugelförmige Dichtsitz als Drehteil mit hoher Oberflächengenauigkeit besonders schwer herstellbar.ist, so wird erfindungsgemäß eine Kugel, die beispielsweise bei Kugellagern verwendet wird, im Schließkörper verstemmt. Hierdurch wird eine besonders gute Dichtwirkung am Dichtsitz des Steuerventils erreicht. Es ist besonders vorteilhaft, daß das erste Rückschlagventil eine am Druckstufenkolben befestigte Dichtmanschette ist, an die auf der einen Seite die mit dem Nachfüllbehälter verbundene Kammer und an die auf der anderen Seite der Druckraum angrenzt. Eine derartige Ventilanordnung hat sich bei Hauptzylindern bereits millionenfach bewährt und sie ist besonders billig herstellbar.

Damit das Steuerventil in Lösestellung des HauptZylinders zum einen den zweiten Kolben stets in seine Ausgangsstellung führt und zum anderen das Steuerventil zuverlässig öffnet, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß am Beginn des Füllraums in der Sacklochbohrung e.in Anschlag ausgebildet ist, der die Bewegungsrichtung des Füllstufenkolbens aus dem Füllraum heraus begrenzt.

Der Erfindunsgedanke des Patentanspruchs 1 ist auch mit einem Tandemhauptzylinder durchführbar, indem der Abschnitt kleineren Durchmessers der Stufenbohrung in einem

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zweiten Kolben ausgebildet ist, der in einer sich an die Stufenbohrung größeren Durchmessers anschließende Bohrung im Gehäuse geführt wird und einen zweiten Druckraum bildet. Die Erfindung ist also ohne große Änderungen an einem Tandemhauptzylinder mit zwei Druckräumen ausführbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im einzigen Längsschnitt in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Der Tandem-Hauptzylinder 1 besteht aus einem Gehäuse 2 und einer in Längsrichtung des Gehäuses 2 verlaufenden Bohrung 3, die an ihrem vorderen Ende 4 von einer in der Bohrung 3 eingeschraubten Hülse 5 und einem die Hülse 5 durchdringenden Stufenkolben 6 druckdicht verschlossen ist und die an ihrem hinteren Ende 7 von einem mit der Bohrung 3 druckdicht versteminten Deckel 8 verschlossen ist. Zwischen dem Stufenkolben 6 und dem hinteren Ende 7 ist in der Bohrung 3 ein zweiter Kolben 9 ausgebildet, der die Bohrung 3 in einen ersten Druckraum 10 und einen zweiten Druckraum 11 trennt. Beide Druckräume 10,1.1 sind jeweils mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Bremskreis eines Fahrzeugs verbunden. Der Stufenkolben 6 wird in einem Abschnitt größeren Durchmessers 12 und der zweite Kolben 9 in einem Abschnitt kleineren Durchmessers 13 geführt.

Der Stufenkolben 6 ragt mit seinem vorderen Ende, das von einem zylindrischen Schaft 14 gebildet wird und das den, aus dem Gehäuse 2 des Tandem-Hauptzylinders 1 hervor, Am vorderen Ende des zylindrischen Schaftes 14 ist mittels

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eines Sicherungsrings 15 ein Blechteller 16 befestigt, an dem sich eine Druckfeder 17 abstützt. Die Druckfeder 17 liegt mit ihrem anderen Ende am Gehäuse 2 an und hat die Aufgabe, den Stufenkolben 6 und den zweiten Kolben 9 nach erfolgter Bremsung in ihre in der Zeichnung dargestellte Ausgangsstellung zu bewegen. Der zylindrische Schaft 14 weist eine Ausnehmung 18 auf, in die ein in der Zeichnung nicht dargestellter, von einem Bremspedal betätigbarer Betätigungsstößel hineinragt und an deren kalottenförmigen Ende 19 anliegt. Der Betatigungsstoßel kann beispielsweise Teil eines Arbeitskolbens eines Bremskraftverstärker oder Teil eines Bremspedals sein. Am Gehäuse 2 ist ein Flansch 20 ausgebildet, der zur Befestigung beispielsweise an einem Bremskraftverstärkergehäuse oder an einer Spritzwand eines Kraftfahrzeugs dient.

Die Hülse 5 ist gegenüber dem Gehäuse 2 durch die Dichtung 21 und gegenüber dem zylindrischen Schaft 14 durch die Dichtung 22 und die sich anschließende Dichtmanschette 23 gedichtet. Die Dichtung 22 übernimmt im wesentlichen die schmutzabweisende und die Dichtung 23 die strömungsmittelabweisende Funktion. Die Dichtungen 21,22 und 23 sind in der Hülse 5 ortsfest befestigt. Auf dem Abschnitt größeren Durchmessers 25 des Stufenkolbens 6 bzw. auf dem Druckstufenkolben 25 ist ein in Richtung des ersten Druckraums 10 öffnendes erstes Rückschlagventil in Form einer Dichtmanschette 26 befestigt. Die auf dem Stufenkolben 6 befestigte Dichtmanschette 26 begrenzt den ersten Druckraum 10 zur Atmosphäre hin.

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An den größeren Durchmesser 12 der Bohrung 3 schließt sich in der Zeichnung nach rechts eine sich erweiternde ringförmige Stufe 27 an, in die ein erster Kanal 28 mündet. Der erste Kanal 28 verläuft in den Raum 29, der zur Aufnahme eines in der Zeichnung nicht dargestellten Auslaßstutzens eines Nachfüllbehälters dient. An die Stufe 27 schließt sich zum vorderen Ende 4 hin ein Bohrungsabschnitt 30 an, der mit der Mantelfläche 24 des zylindrischen Schaftes 14 die Kammer 31 bildet. Die Kammer 31 wird auf der einen Seite von der Stufe 27 und der am Stufenkolben 6 ausgebildeten Rückwand 32 und auf der anderen Seite von der Stirnfläche 33 der Hülse 5 und der Dichtmanschette 23 begrenzt. Die Dichtmanschette 23 wird durch den Ring 37 in der Hülse 5 ortsfest gehalten.

Kurz vor der Dichtmanschette 26 mündet in den ersten Druckraum 10 der Kanal 34, der auch mit Schnüffelloch bezeichnet wird. Der Kanal 34 bildet mit der Dichtmanschette 26 das erste Ventil 43. Der Kanal 34 verläuft radial aus dem Gehäuse 2 und ist an seinem Ausgang mittels einer Kugel 35 zur Atmosphäre hin druckdicht verstemmt. Der Kanal 34 schneidet zwischen der Kugel 35 und der Einmündung des Kanals 34 in den ersten Druckraum 10 den ersten Kanal 28 im Gehäuse 2.

Von der Kammer 31 führt vor der Rückwand 32 radial von außen in den zylindrischen Schaft 14 des Stufenkolbens 6 ein Kanal 44, der in eine konzentrisch zur Längsachse 39 des Stufenkolbens 6 verlaufende Sacklochbohrung 45

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mündet. Die Sacklochbohrung 45 beginnt in der Zeichnung links hinter dem kalottenförmigen Ende 19 und verläuft bis zum druckrauiuseitigen Ende des Stufenkolbens 6. An das druckraumseitige Ende des Stufenkolbens 6 schließt sich eine in den Druckraum 10 hineinragende, hutförmige Hülse 46 an, die mit ihrer Krampe 47 am druckraumseitigen Ende des Stufenkolbens 6 druckdicht verstemmt ist. Der von der Sacklochbohrung 45 und der Hülse 46 gebildete Raum dient zur Aufnahme des Steuerventils 48 und des zweiten Ventils 49.

Das Steuerventil 48 wird von dem Schließkörper 50, der aus einem Kolben 51 mit einer am vorderen Ende des Kolbens 51 in einer Ausnehmung 55 befestigten Kugel 56 besteht. Die von der Sacklochbohrung 45 und dem Schließkörper 50 gebildete Kammer 57 ist über den Kanal 44 und die Kammer 31 stets mit dem unter Atmosphärendruck stehenden Raum 29 verbunden.

An der äußeren Umfangfläche des Schließkörpers 50 verlaufen Durchgangskanäle 58, die den Dichtsitz 59 mit der Kammer 57 verbinden. In der dargestellten Lösestellung des Tandem-Hauptzylinders 1 schlägt infolge der Ventilfeder 62 das stirnseitige Ende des Schließkörpers 50 an dem als Scheibe ausgebildeten Anschlag 60 an. Der Anschlag 60 wird durch die Krampe 47 und die Verstemmung in dieser Lage am Stufenkolben 6 ortsfest gehalten. Die Ventilfeder 62 ist in der Kammer 57 ausgebildet und stützt sich auf der einen Seite am Schließkörper 50 und auf der anderen Seite am Boden 38 der Sacklochbohrung ab.

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Kurz vor dem Dichtsitz 59 der Kugel 56 ist die Ringfläche 64 am Ventilkolben 65 ausgebildet, die mit dem Dichtsitz 59 der Kugel 56 zusammenwirkt. Der Ventilkolben 65 wird über seihe radial äußere Mantelfläche in der zylindrischen Bohrung 66 der Hülse 46 geführt und über eine Dichtmanschette 67"zum Druckraum 10 und über einen Dichtring 63 zur Kammmer 57 hin gedichtet. Der Ventilkolben 65 ist in Richtung des vorderen Endes 4 durch eine Druckfeder 68 vorgespannt. Die Druckfeder 68 ist zwischen dem Ende des Ventilkolbens 65 und dem deckelseitigen Ende 69 der Hülse 46 gehalten. An dem deckelseitigen Ende 69 ist ■ eine zentrale Öffnung 70 ausgebildet, die von einem den ersten Druckraum 10 durchdringenden Stößel 73 durchdrungen wird. Der Stößel 73 weist einen zentralen Kanal 71 auf, der auf der einen Seite das Steuerventil 48 verbindet und auf der anderen Seite in den Füllraum 52 mündet.

Zwischen den beiden Dichtringen 63 und 67 verläuft von dem zentralen Kanal 71 zur Mantelfläche des Ventilkolbens 65 eine Bohrung 53. Der Durchmesser der radial äußeren Mantelfläche des Ventilkolbens 65 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Bohrung 66. Die Dichtmanschette 67 bildet das zweite Rückschlagventil, so daß wahrend des Füllvörganges das Füllvolumen vom Füllraum 52 über die Bohrung 53, über den zwischen der äußeren Mantelfläche des Ventilkolbens 65 und der zylindrischen Bohrung 66 gebildeten Ringraum 54 vorbei an der Dichtmanschette 67 in den ersten Druckraum 10 gedrückt wird. Der Füllraum 52 zum einen von einer im zweiten Kolben 9 ausge-

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bildeten Sacklochbohrung 76 und zum anderen von dem in. der Sacklochbohrung 76 mittels eines Dichtringes 75 druckdicht geführten Füllstufenkolben 74 gebildet. Der Füllstufenkolben 74 ist über den Stößel 73 mit den Ventilkolben 65 einteilig verbunden, Der Füllstufenkolben und der Ventilkolben 65 sind in ihrem Durchmesser annähernd gleichgroß; sie weisen einen größeren Durchmesser auf als der Stößel 73. Der Übergang des Füllstufenkolbens 74 zum Stößel 73 wird von einer Stufe 36 gebildet, an.der der in der Sacklochbohrung 76 befestigte Anschlag 77 in Form eines Sicherungsrings anliegt. Hierdurch wird die Bewegungsrichtung des Füllstufenkolbens 74 aus dem Füllraum 52 heraus begrenzt und es hält die durch den Füllstufenkolben 74, den Stößel 73 und den Ventilkolben 65 gebildete Mitnahmevorrichtung 72 in der dargestellten Lösestellung des Hauptzylinders 1 das Steuerventil 48 in seiner Offenstellung.

In den Druckraum 10 verläuft von dem Stufenkolben 6 zum zweiten Kolben 9 eine Druckfeder 78. Die Druckfeder 78 drückt in dieser Stellung die beiden Kolben 6 und 9 voneinander weg. Die maximale Entfernung der Kolben 6 und wird durch den Abstand erreicht, der sich ergibt, wenn der Stufenkolben 6 größeren Durchmesser soweit nach rechts gedrückt wird, daß der Ventilkolben 65 die Druckfeder 68 auf Block fährt und dabei gleichzeitig der Füllstufenkolben 74 über den Anschlag 77, den zweiten Kolben 9 gegen das Gehäuse 2 drückt. Der Anschlag kann auch durch einen Absatz am Stößel 73 hergestellt werden. Die Mitnahmevorrichtung 72 fesselt also die beiden Kolben 6 und 9.

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Auf der Mantelfläche des zweiten Kolbens 9 liegt je eine Dichtmanschette 81,82 druckdicht an, wobei die Dichtmanschette 81 den Druckraum 10 und die Dichtmanschette den Druckraum 11 begrenzt. Zwischen den beiden Dichtmanschetten 81 und· 82 verläuft radial von außen über eine Ringnut 85 in den kleineren Durchmesser 13 der Bohrung 3 ein Kanal 83, der jnit der Kammer 84 verbunden ist. Die Kammer 84 dient zur Aufnahme eines in der Zeichnung nicht dargestellten Anschlußstutzens eines Nachfüllbehälters. Da der kleinere Durchmesser 13 geringfügig größer ist als der Durchmesser des zweiten Kolbens 9, so besteht zu beiden Dichtmanschetten 81,82 eine Strömungsmittelverbindung vom Nachfüllbehälter. Da die beiden Dichtmanschetten 81 und 82 als Rückschlagventile ausgebildet sind, so kann bei Bedarf Strömungsmittel vom Nachfüllbehälter in die Druckräume 10,11 fließen.

Das dem Druckraum 11 zugewandte Ende des zweiten Kolbens 9 schließt mit einem Ringbund 86 ab, der den inneren Schenkel einer im wesentlichen im Querschnitt Z-förmigen Hülse 87 hintergreift. Der zylindrische Abschnitt der Hülse 87 ist in seinem Durchmesser geringfügig größer als der größte Durchmesser des zweiten Kolbens 9 und erstreckt sich in Richtung des Druckraums 11. An seinem Ende ist ein nach außen sich erweiternder Ringbund 88 ausgebildet, der den nach innen gerichteten Abschnitt 89 eines im Querschnitt T-förmigen und horizontal verlaufenden Ventiltellers 90 hintergreift. Das Fußende des T-förmigen Ventiltellers 90 ragt in eine an einer Stufe 92 des Deckels 8 beginnende Axialringnut 91 hinein. Hier-

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durch wird die Führung des Ventiltellers 90 sichergestellt, Der Ringabschnitt 93 des Fußes des T~förmigen Ventiltellers ist mit einem Dichtring 94 bzw. 95 versehen. Die Dichtringe 94,95 stützen sich am Querbalken des Ventiltellers 90 ab und sind auf die Wandung des Ringabschnitts 93 aufgeklebt bzw. aufvulkanisiert. Eine am Gehäuse 2 und am Ventilteller 90 anliegende Druckfeder 97 sorgt für eine spielfreie und exakte Betätigung des Ventiltellers 90 und somit der Ventilanordnung 98 bei Betätigung des zweiten Kolbens 9. Hierbei bildet die Stufe 92 mit dem vorderen Ende der Dichtringe 94 und 95 den Dichtsitz der zweiten Ventilanordnung 98.

In den Boden der Axialringnut 91 mündet radial von außen der mit der Kammer 84 verbundene Kanal 99. Der Kanal 99 ist am Übergang vom Deckel 8 zum Gehäuse 2 zur Atmosphäre und zum zweiten Druckraum 11 hin durch je einen Dichtring 100/101 gedichtet. Die horizontal und vertikal aus dem Gehäuse 2 verlaufenden Enden der Kanäle 99 sind mittels einer Kugel 102,103 druckdicht gedichtet.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Tandem-Hauptzylinders 1 wird im folgenden näher beschrieben.

In der dargestellten Lösestellung des Tandem-Hauptzylinders 1 sind das erste und zweite Ventil 43 und 49 sowie die Ventilanordnung 98 geöffnet, und es besteht eine Flüssigkeitsverbindung vom Raum 29 zum ersten Druckraum 10 und zum Füllraum 52 und von der Kammer 84 zum zweiten Druckraum 11. Bei Einleitung eines Bremsvorgangs wird durch Betätigung des Stufenkolbens 6 in der

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Zeichnung nach links der zweite Kolben 9 von der Druckfeder 78 vorgeschoben. Hierbei werden zunächst das erste Ventil 43 bzw. das Schnüffelloch vom Stufenkolben 6 und die Ventilanordnung 98 vom zweiten Kolben 9 in ihre Schließstellung gebracht, so daß eine Strömungsmittelverbindung von dem Raum 29 und der Kammer 84 zu dem ersten und zweiten Druckraum 10,11 nicht mehr besteht. Da in dieser Betätigungsphase der Stufenkolben 6 und der zweite Kolben 9 als eine Einheit bewegt werden, so bleibt auch das zweite Ventil 49 sowie der Stößel 73 in ihrer Ausgangs- bzw. Offenstellung.

Bei weiterer Betätigung baut sich zunächst ein geringer Druck in dem zweiten Druckraum 11 auf, der bewirkt, daß der aweite Kolben 9 nun langsamer verschoben wird, als der Stufenkolben 6. Hierdurch wird erreicht, daß der Stößel 73 sowie der Ventilkolben 65 sich relativ zur Bewegung der beiden Kolben 6 und 9 langsamer bewegen, so daß sich der Stufenkolben 6 und der Kolben 51 des Steuerventils 48 dem Ventilkolben 65 solange nähern, bis die Kugel 56 am Dichtsitz 59 des Ventilkolbens 65 druckdicht anliegt. Der erste Druckraum 10 und der Füllraum 52 sind zur Kammer 31 hin verschlossen und der Füllvorgang setzt ein.

Bei weiterer Verschiebung des Stufenkolbens 6 in der Zeichnung nach links wird infolge des Füllstufenkolbens 74 Druckmittel aus dem Füllraum 52 über den Kanal 71, die Bohrung 53, vorbei an der Dichtmanschette 67 in den ersten Druckraum 10 gefördert, so daß ein schnelles Anlegen der mit dem Druckraum 10 verbundenen Radbremsen erfolgt und nach kürzester Zeit sich ein Druck im ersten

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Druckkreis aufbaut. Der Volumenbedarf, der bei der Vorwärtsbewegung des Stufenkolbens 6 in der Kammer 31 entsteht, wird durch selbstätiges·Nachfließen der Flüssigkeit aus dem Raum 29 über den ersten Kanal 28 erreicht.

Bei weiterem Druckaufbau im ersten Druckraum 10 baut sich nun auch ein Druck im Füllraum 52 auf. Sobald der Druck im Füllraum 52 einen Wert erreicht hat, der der Kraft der Ventilfeder 62 entspricht/ wandert der Kolben 51 in der Zeichnung nach rechts. Da der Ventilkolben 65 infolge des Anschlags 60 nicht der Bewegung des Kolbens 51 folgen kann, so öffnet das Steuerventil 48 und es baut sich der Druck im Füllraum 52 zur Kammer 31 hin ab. Bei Unterschreiten eines bestimmten Drucks wird nun infolge der Kraft der Ventilfeder 62 der Kolben 51 nach links bewegt und verschließt wiederum das Steuerventil 48.. Dieser Vorgang wiederholt sich bei weiterer Betätigung des Stufenkolbens 6 solange, bis der gewünschte Druck in den Druckräumen 10 und 11 erreicht ist. Der Füllraum 52 bleibt also stets unter dem Begrenzerdruck des Steuerventils 58, so daß der Wirkungsgrad des Tandemhauptzylinders geringfügig herabgesetzt wird. Der Begrenzerdruck im Füllraum 52 kann jedoch durch die Kraft der Ventilfeder 42 frei gewählt werden.

Wird der Stufenkolben 6 nach Beendigung eines BremsVorganges in der Zeichnung nach rechts in seine Lösestellung zurückgesteuert, so wandern die Kolben 6 und 9 wieder in ihre Grundstellung zurück. Hierbei entfernt sich der Ventilkolben 65 vom Anschlag 60, während der Kolben 51 gegen den Anschlag 60 fährt. Bei weiterer Betätigung bildet sich nun im Füllraum 52 ein geringer Unterdruck, der auf den Füllstufenkolben 74 derart

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einwirkt, daß dieser von der Kugel 56 abhebt und das Steuerventil 48 öffnet so daß Strömungsmittel von der Kammer 31 in den Füllraum 52 nachfließen kann. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis die Kolben 6 und ihre Ausgangsstellung erreicht haben. Kurz vor Erreichen der Ausgangsstellung werden dann das erste Ventil 43 und die Ventilanordnung 98 derart betätigt, daß die Druckräume 10 und 11 über die mit den Nachfüllbehältern verbundenen Kammern .29 bzw. 84 verbunden sind.

Bei Ausfall eines Bremskreises, beispielsweise des mit dem ersten Druckraum 10 verbundenen Bremskreises, betätigt der Stufenkolben 6 über die Druckfeder 78 den zweiten Kolben 9. Sobald sich im zweiten Druckraum 11 ein Druck aufbaut, verlangsamt der zweite Kolben 9 seine Bewegung und das Steuerventil 48 wird verschlossen. Bei weiterer Betätigung des Stufenkolbens 6 baut sich im Füllraum 52 ein hydraulischer Druck auf, der bewirkt, daß das Steuerventil 48 gegen die Kraft der Ventilfeder öffnet und das Druckmittel aus dem Füllraum 52 in den defekten und bei diesem Ausfall stets drucklosen ersten Druckraum 10 gefördert wird. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis der Stufenkolben 6 am zweiten Kolben anschlägt. Bei weiterer Betätigung des Tandemhaupt-Zylinders 1 verschiebt der Stufenkolben 6 den zweiten Kolben 9 weiter nach links und es steigt der Druck im zweiten Druckraum. 11 weiter an, so daß der mit dem zweiten Druckraum 11 verbundene Bremskreis eine zwar geminderte, aber dennoch ausreichende Abbremsung eines Fahrzeugs bewirkt.

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Fällt der mit dem zweiten Druckraum 11 verbundene Breinskreis aus, so bewegen sich beide Kolben 6 und 10 in gleichem Abstand zueinander gleichmäßig nach links. Erst dann wenn der zweite Kolben 9 am Boden des Deckels 8 anliegt, schließt das Steuerventil 48 und es wird erstamls Druckmittel aus dem Füllraum über den Kanal 71, die Bohrung 53, vorbei an der Dichtmanschette 67 in den ersten Druckraum 10 gefördert. Nach Anlegen der mit dem ersten Druckraum 10 verbundenen Radbremsen steigt auch der Druck im ersten Druckraum 10 an, der auch den Druck im Füllraum 52 erhöht. Nach Überschreiten eines bestimmten Fulldraumdruckes wird gegen die.Kraft der Ventilfeder 62 das Steuerventil 48 geöffnet und das Druckmittel im Füllraum 52 strömt in die drucklose Kammer Der Füllvorgang ist beendet. Bei weiterer Betätigung des Tandemhauptzylinders 1 werden die mit dem ersten Druckraum 10 verbundenen Rädbremsen unter Druck gesetzt und es erfolgt, da nur ein Druckraum 10 funktionsfähig ist, eine geminderte Abbremsung des Fahrzeugs.

Bei Ausfall des Füllraums 52 wird sich zwar der Leerweg des Stufenkolbens 6 um den Betrag des verminderten Fü.11-volumens vergrößern, aber es bleibt dennoch die gesamte Bremsanlage intakt.

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Claims (1)

1. ALFRED TLiVES GMBH 29. September 1983

   Frankfurt am Main ZL/Fe/be ·

   P 5433 / 0973P

   H. Steffes - -57

   H.-D. Reinartz -25

   Patentansprüche

   Hauptzylinder mit einem veränderlichen übersetzungsverhältnis, insbesondere für Bremsanlägen von Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Gehäuse ausgebildeten Stufenbohrung zur Aufnahme eines Stufenkolbens, dessen einer Kolbendurchmesser einen Druckraum und dessen anderer Kolbendurchmesser einen Füllraum begrenzt, wobei Füllraum und Druckraum in Lösestellung des Stufenkolbens über bei Betätigung des Stufenkolbens durch Ventile schließbare Kanäle mit einem Nachfüllbehälter verbunden sind und wobei der Nachfüllbehälter mit dem Füllraum und dem Druckraum über ein erstes Rückschlagventil und der Füllraum mit dem Druckraum über ein zum Druckraum öffnendes zweites Rückschlagventil verbunden sind und mit einem bei Betätigung durch den Stufenkolben infolge einer Federkraft durch Verschlußglieder schließbaren Steuerventil, das durch den hydraulischen Druck gegen die Kraft einer Feder zu öffnen ist, um Nachfüllbehälter und Füllraum miteinander zu verbinden, dadurch gekennzeichnet , daß der größere Kolbendurchmesser (25) die Druckstufe und der kleinere Kolbendurchmesser (74) die Füllstufe begrenzt.

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   Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stufenkolben (6) durch das Steuerventil (48) in einen Füllstufenkolben (74) und einen Druckstufenkolben (25) geteilt ist und daß ein Verschlußglied (65) des Steuerventils (48) gleichzeitig den Füllstufenkolben (74) bildet.

   Hauptzylinder nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verschlußglieder des Steuerventils aus einem Schließkörper (51) und einem Ventilkolben (65) bestehen, wobei der Ventilkolben (65) gleichzeitig den Füllstufenkolben (74) bildet, daß die Verschlußglieder in einer zentralen Bohrung (45 und 66) des Druckstufenkolbens (25) geführt werden und daß die Verschlußglieder in ihrer Bewegung in Schließrichtung durch einen am Druckstufenkolben (25) ausgebildeten Anschlag (60) begrenzt sind.

   Hauptzylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkolben (65) den Druckraum (10) durchdringt, daß am Boden des Gehäuses (2) eine Sacklochbohrung (76) ausgebildet ist, die mit dem Ende des Ventilkolbens (65) den Füllraum (52) bildet und daß der Ventilkolben (65) von einem Kanal (71) durchdrungen 'wird.

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   Hauptzylinder nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeichne t, daß auf der Mantelfläche am gegenüberliegenden Ende des Füllraums (52) am Ventilkolben (65) zwei in geringem Abstand hintereinander angeordnete Dichtringe (63 und 67) befestigt sind, die mit der zentralen Bohrung (66) in Gleiteingriff stehen, daß zwischen den beiden Dichtringen (63 und 67) eine Bohrung (53) vom Kanal (71) zur Mantelfläche des Ventilkolbens (65) verläuft, daß der Durchmesser der Mantelfläche des Ventilkolbens (65) geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der zentralen Bohrung (66) und daß der dem Füllraum (52) nähere Dichtring (67) am Ventilkolben (65) das zweite Rückschlagventil in Form einer Dichtmanschette (67) bildet.

   Hauptzylinder nach einem' vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzei chnet, daß die Bohrung (66) zweigeteilt ist und auf der einen Seite vom Drückstufenkolben (25) und auf der anderen Seite von einer mit dem Druckstufenkolben (25) druckdicht verbundenen Hülse (46) gebildet wird.

   Hauptzylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb des Dichtsitzes (59) am Schließkörper·(51) axial verlaufende Durchgangskanäle (58) ausgebildet sind und daß der Dichtsitz (59) am Schließkörper (51) von einer am Schließkörper (51) befestigten Kugel (56) gebildet wird.

   SAO ORIGINAL

   ALFRED TEVPJS GMBH " : i> 5:433 ; ->

   8." Hauptzylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Rückschlagventil eine am Druckstufenkolben (25) befestigte Dichtmanschette (26) ist, an die auf der einen Seite die mit dem Nachfüllbehälter verbundene Kammer (31) und an die auf der anderen Seite der Druckraum (10) angrenzt.

   9. Hauptzylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß am Beginn des Füllraums (52) in der Sacklochbohrung (76) ein Anschlag (77) ausgebildet ist, der die Bewegungsrichtung des Füllstufenkolbens (74) aus dem Füllraum (52) heraus begrenzt.

   1Ol Hauptzylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt kleineren Durchmessers (76) der Stufenbohrung (3) in einem zweiten Kolben (9) ausgebildet ist, der in einer sich an die Stufenbohrung (3) größeren Durchmessers (12) anschließenden Bohrung (13) im Gehäuse (2) geführt wird und einen zweiten Druckraum (11) bildet.

   BAD ORIGINAt