DE3338248C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder mit einem veränderlichen
Übersetzungsverhältnis 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 Abschnitt 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 Mangel,
daß die Knicklänge des Stufenkolbens ungewöhnlich
lang ist und dadurch der Stufenkolben verhältnismäßig
steif ausgebildet sein muß und zum anderen
den Mangel, daß der Hauptzylinder in seinen radialen
Abmessungen 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 zu 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 bei einem Hauptzylinder gemäß dem Hauptanspruchoberbegriff dadurch gelöst, daß
der Stufenkolben durch das Steuerventil in einen die Füllstufe begrenzenden
Füllstufenkolben mit kleinerem Kolbendurchmesser und in einen
die Druckstufe begrenzenden Druckstufenkolben mit großem Kolbendurchmesser
geteilt ist und daß ein Verschlußglied (Ventilkolben) des
Steuerventils gleichzeitig den Füllstufenkolben bildet.
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
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 aufrechterhalten werden. Dieser
mindert den Wirkungsgrad des Hauptzylinders geringfügig,
was sich jedoch auf das Bremsverhalten kaum auswirkt.
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 zur 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 wird. 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.
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 ein Anschlag
ausgebildet ist, der die Bewegungsrichtung des Füllstufenkolbens
aus dem Füllraum heraus begrenzt.
Der Erfindungsgedanke des Patentanspruchs 1 ist auch mit
einem Tandemhauptzylinder durchführbar, indem der Abschnitt
kleineren Durchmessers der Stufenbohrung in einem
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 Tandemhauptzylinder 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 verstemmten 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, 11 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 Tandemhauptzylinders 1 hervor. Am
vorderen Ende des zylindrischen Schaftes 14 ist mittels
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
Betätigungsstößel kann beispielsweise Teil eines Arbeitskolbens
eines Bremskraftverstärkers 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 als Manschette ausgebildete
Dichtung 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 des Stufenkolbens 6, d. h. 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.
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 Bohrung 45 mündet. Die zentrale Bohrung 45
beginnt in der Zeichnung links hinter dem kalottenförmigen
Ende 19 und verläuft bis zum druckraumseitigen 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 Bohrung 45 und der Hülse 46 gebildete Raum dient zur
Aufnahme des Steuerventils 48 und des zweiten Ventils 49.
Zum Steuerventil 48 gehört der Schließkörper 51 mit einer an
seinem vorderen Ende in einer Ausnehmung 55 befestigten Kugel
56. Die von der Bohrung 45 und dem Schließkörper 51 gebildete
Kammer 57 ist über den Kanal 44 und die Kammer 31 stets mit
dem unter Atmosphärendruck stehenden Raum 29 verbunden.
An der äußeren Umfangsfläche des Schließkörpers 51 verlaufen
Durchgangskanäle 58, die den Dichtsitz 59 mit der Kammer 57
verbinden. In der dargestellten Lösestellung des
Tandemhauptzylinders 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 61 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 51 und auf der anderen Seite am Boden 38 der
Bohrung 45 ab.
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 seine
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 Kammer 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 während des Füllvorganges das
Füllvolumen vom Füllraum 52 über die Bohrung 53, vorbei an
der Dichtmanschette 67 über den zwischen der äußeren Mantelfläche
des Ventilkolbens 65 und der zylindrischen Bohrung 66
gebildeten Ringraum 54 in den ersten Druckraum 10 gedrückt
wird. Der Füllraum 52 wird zum einen von einer im zweiten
Kolben 9 ausgebildeten 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 74 und der Ventilkolben
65 sind in ihrem Durchmesser annähernd gleich groß;
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 Tandemhauptzylinders 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 9 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.
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 82
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 mit 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. Hierdurch
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 96
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 Tandemhauptzylinders
1 wird im folgenden näher beschrieben.
In der dargestellten Lösestellung des Tandemhauptzylinders
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
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 zweite 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 Schließkörper 51 des Steuerventils
48 dem Ventilkolben 65 so lange 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
Druckkreis aufbaut. Der Volumenbedarf, der bei der Vorwärtsbewegung
des Stufenkolbens 6 in der Kammer 31 entsteht, wird
durch selbsttätiges 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 Schließkörper 51 in der Zeichnung
nach rechts. Da der Ventilkolben 65 infolge des Anschlags
60 nicht der Bewegung des Schließkörpers 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 Schließkörper 51 nach links bewegt und
verschließt wiederum das Steuerventil 48. Dieser Vorgang wiederholt
sich bei weiterer Betätigung des Stufenkolbens 6 so lange,
bis der gewünschte Druck in den Druckräumen 10 und 11
erreicht ist. Der Füllraum 52 bleibt also stets unter dem Begrenzerdruck
des Steuerventils 48, so daß der Wirkungsgrad
des Tandemhauptzylinders geringfügig herabgesetzt wird. Der
Begrenzerdruck im Füllraum 52 kann jedoch durch die Kraft der
Ventilfeder 62 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 Schließkörper 51 gegen den Anschlag
60 fährt. Bei weiterer Betätigung bildet sich nun im
Füllraum 52 ein geringer Unterdruck, der auf den Füllstufenkolben
74 derart einwirkt, daß der Ventilkolben 65 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 so lange, bis die Kolben
6 und 9 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 62 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 so lange, bis der Stufenkolben 6 am zweiten Kolben 9 anschlägt.
Bei weiterer Betätigung des Tandemhauptzylinders 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.
Fällt der mit dem zweiten Druckraum 11 verbundene Bremskreis
aus, so bewegen sich beide Kolben 6 und 9 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 erstmals Druckmittel aus dem Füllraum 52
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
Füllraumdruckes wird gegen die Kraft der Ventilfeder
62 das Steuerventil 48 geöffnet und das Druckmittel im
Füllraum 52 strömt in die drucklose Kammer 31. Der Füllvorgang
ist beendet. Bei weiterer Betätigung des Tandemhauptzylinders
1 werden die mit dem ersten Druckraum 10 verbundenen
Radbremsen 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 Füllvolumens
vergrößern, aber es bleibt dennoch die gesamte Bremsanlage
intakt.
Claims (9)
1. Hauptzylinder mit einem veränderlichen Übersetzungsverhältnis,
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, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stufenkolben (6) durch das Steuerventil
(48) in einen die Füllstufe begrenzenden Füllstufenkolben
(74) mit kleinerem Kolbendurchmesser und in einen die Druckstufe begrenzenden
Druckstufenkolben (25) mit großem Kolbendurchmesser geteilt
ist und daß ein Verschlußglied (Ventilkolben 65)
des Steuerventils (48) gleichzeitig den Füllstufenkolben
(74) bildet.
2. Hauptzylinder nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschlußglieder des
Steuerventils aus dem Schließkörper (51) und dem
Ventilkolben (65) bestehen, 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.
3. 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.
4. Hauptzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
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.
5. Hauptzylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bohrung (66)
zweigeteilt ist und auf der einen Seite vom Druckstufenkolben
(25) und auf der anderen Seite von einer mit dem
Druckstufenkolben (25) druckdicht verbundenen Hülse (46)
gebildet wird.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. Hauptzylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sacklochbohrung
(76) in einem zweiten Kolben (9) ausgebildet
ist, der in einem sich an die Bohrung (3) größeren
Durchmessers (12) anschließenden Abschnitt kleineren
Durchmessers (13) im Gehäuse (2) geführt wird und einen
zweiten Druckraum (11) bildet.
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