DE3424513A1

DE3424513A1 - Hauptzylinder

Info

Publication number: DE3424513A1
Application number: DE19843424513
Authority: DE
Inventors: Franz 6052 Mühlheim Exner
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1984-07-04
Filing date: 1984-07-04
Publication date: 1986-01-09

Description

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Hauptzylinder

Die Erfindung betrifft einen HauptzyLinder, insbesondere für hydraulische Betätigungssysteme in Kraftfahrzeugen, mit einem in einem Gehäuse in einer Bohrung ausgebildeten Kolben, der von einer von einem Betätigungsglied beaufschlagbaren Druckstange verschiebbar ist, der gegenüber der Bohrung gedichtet ist und der die Bohrung in eine Druckkammer und eine mit einem Ausgleichsbehälter verbundene Nachlaufkammer trennt und mit einer am Kolben ausgebildeten Kolbenrückstellfeder und einem Ventil mit einem relativ zum Kolben verschiebbaren Ventilkörper, der in Lösestellung des Kolbens eine mit einem Dichtsitz versehene. Ausgleichsöffnung am Kolben freigibt und den Druckraum mit dem Nachlaufraum verbindet und der in Betätigungsstellung des Kolbens diese Ausgleichsöffnung verschließt.

Bei einem bekannten Hauptzylinder dieser Art (DE-OS 31 551) treten bei der Herstellung der Einzelteile des Hauptzylinders unvermeidbare Fertigungstoleranzen auf, die sich bei der Montage addieren können. Dies führt dazu, daß bis zum Schließen eines Ventils das eine Mal ein kleiner l.eerweg und das andere Mal ein größerer Leerweg vom Bremspedal zurückgelegt werden muß, bis das Ventil schließt und in dem Druckraum ein Druck aufgebaut werden kann. Da aber große Leerwege den effektiven Arbeitsbereich des Bremspedals, der erst ab dem Anstieg des Druckes im Hauptzylinder beginnt, einschränken, so kann es vorkommen, daß bei einem großen Leerweg und bei einer plötzlichen hohen Abbremsungen des Fahrzeuges der erforderliche Bremsdruck nicht erreicht wild, da das Bremspedal bereits am Boden des Fahrzeugchassis anschlägt.

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Aulgabe der Erfindung ist es daher, den Leerweg bis zum Druckanstieg in einem Hauptzylinder mit einfachen Mitteln und geringstem Montageaufwand zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Kolben und der Druckstange nach Montage des Hauptxylinders mindestens ein den Abstandd von der Stirnflüche am Gehäuseflansch zum Auflagepunkt der Druckstange veränderbares Ausgleichselement angeordnet ist. Ein derartiger Toleranzausgleich macht die Herstelltoleranzen unwirksam, die an den in der Bohrung im Hauptzylinder ausgebildeten Bauteilen vorhanden sind, so daß stets ein gleiches Funktionsmaß zwischen der Anschlagfläche der Druckstange am Kolben und der Stirnfläche am Flansch des Gehäuses des Hauptzylinders erreicht wird. Dabei müssen die Maße der Einzelteile so ausgebildet sein, daß sich beim Zusammenbau des Hauptzylinders stets ein zu korrigierendes Funktionsmaß ergibt, so daß ein Einlegen mindestens einer Paßscheibe erforderlich wird. Durch den Toleranzausgleich wird es möglich, den Schließweg des Ventils und somit den Leerweg des Hauptzylinders auf ein geringstes Maß zu begrenzen.

Damit die handelsüblichen, am Ende abgerundeten Druckstangen auch bei der Erfindung verwendet werden können, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß sich an die Paßscheibe zur Druckstange hin ein Druckstück mit einer zur Aufnahme der Druckstange angepaßte Ausnehmung anschließt. Bei der Einstellung des Funktionsmaßes wird das Druckstück zur Montageerleichterung nicht in den Kolben eingesetzt; es werden jedoch beim Meßvorgang seine axialen Abmessungen

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jeweils mit berücksichtigt, damit nach dem endgültigen Einsetzen sich dann das gewünschte Funktionsmaß ergibt.

Insbesondere bei Tandemhauptzylindern, bei denen hintereinander zwei Kolben mit je einem Ventil in der Bohrung angeordnet sind, ist es vorteilhaft, daß in Lösestellung des Tandemhauptzylinders die Kolben an gehäusefesten Anschlägen anschlagen und daß der erste Kolben durch ein zur Anlage am zweiten Kolben bringbares Ausgleichselement, das zwischen dem gehäusefesteri Anschlag und dem Anschlag am ersten Kolben ausgebildet ist, verstellbar ist. Bei einem Hauptzylinder in Tandemausführung mit Zentralventilen kommt nämlich zu dem Leerweg am ersten Kolben noch der Leerweg am zweiten Kolben hinzu. Der Leerweg infolge des zweiten Kolbens ist aber erfahrungsgemäß aufgrund mehrerer sich addierender Toleranzen gegenüber dem ersten Kolben größer, so daß sich hier insbesondere eine Einstellung lohnt.

Die Leerwegeinstellung erfolgt bei Tandemhauptzylindem, bei denen die erste Kolbenrückstellfeder gefesselt ist, auf besonders einfache Weise.. Hier braucht der erste Kolben nur soweit über das Dichtpaket in die Bohrung eingeschoben werden, bis die Fesselung des ersten Kolbens am zweiten Kolben anliegt. Der zweite Kolben schlägt über den Stift am Gehäuse an.

Der nun bei weiterer Verschiebung der Kolben auftretende merkliche Kraftanstieg wird wahrgenommen, und es wird sofort die Verschiebung am Hauptzylinder eingestellt. Das gemessene Maß L zwischen der Stirnfläche am Führungsring und einem gehäusefesten Anschlag - in diesem Beispiel ist

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die vordere Stirnfläche der Ringnut des Sicherungsrings der gehäusefeste Anschlag - wird durch Unterlegen von Paßschoiben fest eingestellt. Anschließend wird das Funktionymaß F gemäß der obigen Beschreibung korrigiert. Dieser Einstellvorgang ist ohne Demontage der Kolben möglich, ao daß cilleine hierdurch die Montagezeit nicht verlängert und gleichzeitig eine Schonung der Dichtmanschetten herbeigeführt wird.

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

Der in der einzigen Figur gezeigte Tandenihauptzylinder 1 weist ein Gehäuse 2 auf/ in dessen Bohrung 3 ein Kolben 4 und ein zweiter Kolben 5 dichtend verschiebbar geführt sind. Von einem in Fig. 1 nicht dargestellten Nachlaufbehälter münden Nachlaufkanäle 6,7 jeweils in die hinter den Primär- bzw. Sekundärmanschetten 17 bzw. 34 liegenden Nachlaufräume 8 bzw. 9. Der Nachlaufraum 8 ist durch eine Dichtungsanordnung 10 gegenüber der Atmosphäre gedichtet. Die Dichtungsanordnung 10 wird auf der einen Seite von einer Scheibe 11 und auf der anderen Seite von den Scheiben 52 und 12 begrenzt. Der Kolben 4 ist in der Zeichnung nach rechts vorgespannt und stützt sich über die Scheibe 11, die Dichtungsanordnung 10 und die Scheiben 52 und 12 an dem gehäusefesten Anschlag ab, der aus einem in der Bohrung 3 befestigten Sicherungsring 13 besteht.

Die Dichtungsanordnung 10 v/eist einen Führungsring 14 auf, der an seinem, dein Nachlaufraum 8 begrenzenden Ende am inneren Rand eine Dichtmanschette 15 aufweist und der an seinem in der Zeichnung rechten radial äußeren Rand einen O~Ring 16 führt. Die Dichtmanschette 15 und der 0-Ring 16 dichten den Nachlaufraum 8 gegenüber der Atmosphäre 3 ab.

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Der erste Kolben 4 trägt als Kolbendichtung eine Primärmanschette 17, die in einer Ringnut 18 des ersten Kolbens 4 axial und radial gesichert ist. An dem vorderen Ende des ersten Kolbens 4 stützt sich über einen Federteller 19 eine als Druckfeder ausgeführte Kolbenrückstellfeder 20 ab, die sich an ihrem anderen Ende ebenfalls an einem Federteller 21 abstützt. Die Kolbenrückstellfeder 20 ist durch den Federteller 21 und durch ein stangen- förmiges, zentrales Spannelement 22 gefesselt, wobei das Spanneleraent 22 axial beweglich durch den Federteller 21 hindurch ragt und auf der eine Seite mit einem Kopf 23 am Federteller 21 anliegt und auf der anderen Seite mit dem Federteller 19 verschraubt ist.

Der im wesentlichen hülsenförmig ausgebildete Federteller 19 weist einen an den ersten Kolben 4 angrenzenden Raum auf, der zur Aufnahme eines Ventilkörpers 25 dient. In dem Raum 24 zwischen Ventilkörper 25 und Federteller 19 ist eine Ventilfeder 26 ausgebildet, die den Ventilkörper 25 in der Zeichnung nach rechts in Richtung des am Kolben 4 ausgebildeten Dichtsitzes 27 drückt. Vom Dichtsitz 27 verläuft im ersten Kolben 4 in der Zeichnung nach rechts eine zentrale Ausgleichsbohrung 28, die den Nachlaufraum 8 mit dem zwischen dem ersten und zweiten Kolben 4,5 gebildeten Druckraum 29 verbindet. Der Druckraura 29 ist über eine nicht dargestellte Druckleitung mit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung, beispielsweise mit einem Radzylinder einer Bremse oder mit einem hydraulisch betätigbaren Kupplungsnehmerzylinder eines Kraftfahrzeuges verbunden.

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Our Veri(.ilkörper 25 weist einen die Ausgleichsbohrung 28 durchdringenden Ventilstößel 30 auf, der an einem einen Ring 31 und den Kolben 4 über einen Schlitz 55 radial durchdringenden Anschlagstift 32 anschlägt. An dem Ring 31 stützt sich der erste Kolben 4 ab, der sich wiederum über die Scheibe 11, die Dichtungsanordnung 10 und die Scheiben 52 und 12 am gehäusefesten Sicherungsring 13 abstützt. In der dargestellten Ausgangsstellung des Tandemhauptzylinders 1 ist der Ventilkörper 25 kurz vor dem Dichtsitz 27 angeordnet, so daß das erste Ventil geöffnet ist.

Der zweite Kolben 5 besteht im wesentlich aus einer gegenüber dem ersten Druckraum 29 abdichtenden Dichtmanschette 33 und einer Sekundärmanschette 34, die den zweiten Druckraum 35 vom Nachlaufraum 9 druckdicht abgrenzt. Zwischen der Dichtmanschette 33 und der Sekundarmanschette 34 ist im zweiten Kolben 5 ein Schlitz 36 angeordnet, in dem sich ein quer zur Bohrung 3 verlaufender und im Gehäuse 2 befestigter Spannstift 37 erstreckt. Die Länge des Schlitzes 3 ist solange, daß der zweite Kolben 5 bei Maximalverschiebung mit seinem vorderen Ende am Boden 38 der Bohrung 3 anschlagen kann.

Der zweite Kolben 5 weist eine zum zweiten Druckraum 35 hin offene und sich erweiterende Stufenbohrung 39 auf, die zur Aufnahme des zweiten Ventilkörpers 40 und einer am zweiten Ventilkörper 40 anliegenden und sich am zweiten Kolben 5 in der Stufenbohrung 39 abstützenden. Ventilfeder 41 dient. Am Übergang vom größeren zum kleineren Abschnitt der Stufenbohrung 39 ist der zweite Dichtsitz 42

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ausgebildet. Die Stufenbohrung 39 verläuft im zweiten Kolben 5 vom zweiten Dichtsitz 42 in der Zeichnung nach rechts bis zum zweiten Nachlaufraum 9.

In. dem Abschnitt kleineren Druchmessers der Stufenbohruny 39 erstreckt sich der zweite Ventilstößel 43 und liegt mit seinem in der Zeichnungen rechten Ende an dem Spannstift 37 an. Der Spannstift 3 7 ist hülsenförmig ausgebildet und dient zum einen als gehäusefester Anschlag für den zweiten Ventilkörper 40 und zum anderen als Nachlaufkanal 7. Anstelle des Spannstifts kann auch ein Zylinderstift verwendet werden. Hierbei muß jedoch ein separater Nachlaufkanal im Gehäuse 2 geschaffen werden. Zwisehen dem zweiten Kolben 5 und dem Boden 38 der Bohrung 3 stützt sich die Kolbenrückstellfeder 44 ab.

In der dargestellten Lösestellung des Tandemhauptzylinders 1 drückt die Kolbenrückstellfeder 44 den zweiten Kolben 5 gegen den Spannstift 37, so daß die Stirnfläche 45 am Ende des Schlitzes 36 am Spannstift 37 anliegt. Die Kolbenrückstellfeder 44 ist nicht/ wie die Kolbenrückstellfeder 20 gefesselt, sondern sie wird von dem zweiten Kolben 5 und dem Boden 38 seitlich begrenzt.

Der erste Kolben 4 weist an seinem in der Zeichnung rechten Ende eine nach rechts offene Sacklochbohrung 46 auf, an deren Boden sich zwei Paßscheiben 47,48 und ein Druckstück 49 mit einer zum offenen Ende der Sacklochbohrung 46 hin gerichteten, halbschalenförmigen Ausnehmung 50 anschließen. Die Ausnehmung 50 und die Sacklochbohrung 46 dienen zur Aufnahme einer Druckstange 53, beispiels-

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weise einer .in der Zeichnung nicht dargestellten Druckstarke eines BremskraftVerstärkers. Das separate Drucket Uck 49 ermöglicht das Einsetzen von Toleranzscheiben 47,48.

Das Gehäuse 2 weist eine Stirnfläche 51 auf, die als Anlage und zum Befestigen des Tandemhauptzylinders 1 an einer Flanschfläche, beispielsweise der Spritzwand eines Fahrzeugs oder dem Gehäuse eines Bremskraftverstärkers dient.

Der Einstellvorgang des Tandemhauptzylinders geht folgendermaßen vor sich:

Zunächst wird das gesamte Paket des ersten und zweiten Kolben« 4, 5 mit seinen Einzelteilen, die der Einfachheit halber an dieser Stelle nicht mehr erwähnt werden, in die Bohrung 3 eingeschoben und der zweite Kolben 5 wird durch den Spannstift 37 fixiert. Nun wird die Scheibe ll,die Dichtungsanordnung 10 und die Scheibe 12 in die Bohrung 3 eingelegt. Anschließend wird der Kolben 4 über das Dichtpaket 10 solange in die Bohrung 3 hineingeschoben, bis der Federteller 21 am zweiten Kolben 5 anliegt. Dies merkt man dadurch, daß bei weiterer Verschiebung plötzlich die Verschiebekraft am ersten Kolben 4 stark zunimmt. Man mißt nun in dieser Stellung des Tandemhauptzylinders 1 mit einer Meßeinrichtung den Abstand L vom gehäusefesten Anschlag 56 (Stirnfläche der Ringnut des Sicherungsringes 13) bis zur vorderen Stirnfläche 54 des Führungsringes 14, der anschließend unter Abzug der Dicke des Sicherungsringes 13 durch entsprechende Paßscheiben 12, 52

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ersetzt wird. Der Sicherungsring 13 wird nun eingesetzt und es wird somit ein Tandemhauptzylinder 1 geschaffen, der bereits bei der geringsten Bewegung des ersten Kolbens 4 den zweiten Kolben 5 über die Kolbenrückstellfeder 20 verschiebt und die zugehörigen Ventile 25,40 verschließt. Durch die Fesselung der Kolbenrückstellfeder 20 stellt sich an ihr eine Kraft ein, die größer ist als die Druckkraft der zweiten Kolbenrückstellfeder 44·. Hierdurch ist gewährleistet, daß bis zum Druckaufbau eine annähernd starre Verbindung der beiden Kolben 4,5 hergestellt ist.

Da sich bei der Einstellung der Leerwegverkürzung des Tandemhauptzylinders das Einstellmaß F vom tiefsten Punkt der Ausnehmung 50 des Druckstücks 49 zur Stirnfläche 51 entsprechend dem Kolbenweg verändert hat, wird dieses Einstellmaß F gemessen und durch Unterlegen von Paßscheiben 47,48 fixiert.

Bei Verwendung eines Hauptzylinders 1 mit nur einem Kolben, beispielsweise dem Kolben 4 gemäß der einzigen Figur, braucht nur das Einstellmaß F zwischen dem Druckstück 53 und dem Kolben 4 gemessen, mit dem Sollmaß verglichen und durch Paßscheiben korrigiert werden. Der Abstand L zwischen dem Sicherungsring 13 und dem Kolben 4 braucht bei einem Hauptzylinder mit nur einem Kolben nicht durch Paßscheiben eingestellt werden, da eine Einstellung mit Paßscheiben an dieser Stelle keinen Einfluß auf den Schließweg des Ventils 25 im Kolben 4 hat.

- Leerseite -

Claims

if * · * *.· * *·»·.<• K. Mai55931984K ifZL/Pe/beExner29P/1279PF.— 4 q / ο / c -ι q ALFRED TKVES GMBH 29 Mai 1984 Frankfurt air. Main Pötentansprüche

1. Hauptzylinder, insbesondere für hydraulische Beta tigungssysterne in Kraftfahrzeugen, mit einem in einem Gehäuse in einer Bohrung ausgebildeten Kolben, der von einer von einem Betätigungsglied beaufschlagbaren Druckstange verschiebbar ist, der gegenüber der Bohrung gedichtet ist und der die Bohrung in eine Druckkammer und eine mit einem Ausgleichsbehälter verbundenen Nachlaufkammer trennt und mit einer am Kolben ausgebildeten Kolbenrückstellfeder und einem Ventil mit einem relativ zuiri Kolben verschiebbaren Ventilkörper, der in Lösestellung des Kolbens eine mit einem Dichtsitz versehene Ausgleichsbohrung am Kolben freigibt und somit den Druckraum mit dem Nachlaufraum verbindet und der in Betätigungsstellung des Kolbens diese Ausgleichsöffnung verschließt, dadurch gekennzei chnet, daß zwischen dem Kolben (4) und der Druckstange (53) nach Montage des Hauptzylinders 1 mindestens ein den Abstand von der Stirnfläche (51) am Gehäuseflansch zum Auflagepunkt (50) der Druckstange (53) veränderbares Ausgleichselement (47 und/oder 48) angeordnet ist.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (47 und/oder 48) eine Paßscheibe ist.

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3. Hauptzylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Paßscheibe (47 und/oder 48) zur Druckstange (53) hin ein Druckstück (49) mit einer zur Aufnahme der Druckstange (53) angepaßte Ausnehmung (50) anschließt.

4. Hauptzylinder nach Anspruch·1 in Tandemausführung, mit einem sich an die Kolbenrückstellfeder anschließenden zweiten Kolben mit einer an dem zweiten Kolben ausgebildeten, zweiten Kolbenrückstellfeder und mit einem zweiten Ventil mit einem relativ zum zweiten Kolben verschiebbaren zweiten Ventilkörper, der in Lösestellung des ersten Kolbens eine mit einem zweiten Dichtsitz versehene zweite Ausgleichsöffnung am zweiten Kolben freigibt und somit einen zweiten Druckraum mit einem zweiten Nachlaufraum verbindet und der in Betätigungsstellung des Kolbens diese zweite Ausgleichsöffnung durch den zweiten Ventilkörper verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß in Lösestellung des Tandemhauptzylinders (1) die Kolben (4,5) an gehäusefesten Anschlägen (13 bzw. 37) anschlagen und daß der erste Kolben (4) durch ein zur Anlage am zweiten Kolben (5) bringbares Ausgleichselement (52), das zwischen dem gehäusefesten Anschlag (31) und dem Anschlag am ersten Kolben (4) ausgebildet ist, verstellbar ist.