DE3446005A1

DE3446005A1 - Druckzylinder

Info

Publication number: DE3446005A1
Application number: DE19843446005
Authority: DE
Inventors: Willi 6086 Riedstadt Hartmann; Kurt 6082 Walldorf Saalbach
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1984-12-17
Filing date: 1984-12-17
Publication date: 1986-06-19
Also published as: FR2574872B1; GB8529875D0; GB2169368A; JPS61191459A; FR2574872A1; US4709551A; GB2169368B

Description

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Druckcylinder

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Leerweges an einem Druckzylinder, der insbesondere für hydraulische Betätigungssysteme in Kraftfahrzeugen verwendet wird, mit einer an einem Zylindergehäuse an einem Flansch ausgebildeten Anlagefläche, die zur Befestigung des Druckzylinders an einer Wand dient, mit einem in dem Zylindergehäuse in einer Bohrung ausgebildeten Kolben, der eine Druckfläche zur Aufnahme eines Kraftbeaufschlagungsgliedes auf v/ei st und der in der Bohrung ein Zentralventil mit einem durch eine gefesselte Federanordnung vorgespannten Spannelement führt, das sich beim Verschieben des Kolbens durch eine sich über eine Auflagefläche an einem Federteller an einem Anschlag abstützende Federanordnung entspannt und dadurch über das Zentralventil eine Verbindung von einer vor dem Kolben ausgebildeten Druckkammer zu einer hinter dem Kolben angeordneten Nachlaufkammer unterbricht.

Ein derartiges Verfahren für einen Druckzylinder ist bereits in der älteren Patentanmeldung (P 34 24 513.8) beschrieben. Zur Verminderung des Leerweges werden bei diesem Druckzylinder zur Einstellung eines Sollfunktionsmaßes Ausgleichselemente verschiedener Dicke zwischen dem Kolben und der Druckstange benötigt. Dies führt aber zu einem erhöhten Montageaufwand und es werden zusätzliche Ausgleichsscheiben benötigt. Auch die Ermittlung der erforderlichen Dicken der Ausgleichselemente kann nur auf hydraulischem Wege erfolgen, d.h., der Druckzylinder muß vor dem Meßvorgang mit Druckflüssigkeit gefüllt und voll-

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ständig entlüftet sein. Erst dann kann durch Verschiebung des Druckstangenkolbens überprüft werden, wann das am Druckstangenkolben ausgebildete Zentralventil schließt. Ein derartiger Einstellvorgang ist verhältnismäßig aufwendig und teuer.

Die nach dem obigen Verfahren eingestellten und mit Druckflüssigkeit gefüllten Druckzylinder lassen sich schwerlich über längere Zeit lagern, da eine Alterung der Druckflüssigkeit, wie beispielsweise die Aufnahme von Wasser durch die Luft, eintreten kann. Hierbei können am Druckzylinder Korrosionsschäden auftreten die eine spätere Benutzung der Druckzylinder in Frage stellt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren für einen Druckzylinder gemäß dem Oberbegriff zu schaffen, durch das der Leerweg ohne großen Arbeitsaufwand und Hilfsmittel auf ein Minimum reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Maß zwischen dem Anschlag und der Anlagefläche ermittelt und zu dem vorgeschriebenen, zwischen der Anlagefläche und der Druckfläche angeordneten Funktionsmaß addiert wird, so daß sich ein Einstellmaß ergibt, welches anschJ.ießend während der Montage des Kolbens komplett zwischen der Auflagefläche am Federteller und der Druckfläche am Kolben eingestellt wird. Da das Krciftbeaufschlagungsglied, beispielsweise die Druckstange eines Brems- oder Kupplungspedals in der Regel nicht verstellbar ist, so kommt es häufig vor, daß nach Montage des Druckzylinders, beispielsweise an einer Spritzwand

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eines Fahrzeugs oder an einem Gehäuse eines Kraftverstärkers, entweder ein Spiel zwischen dem Ende der Druckstange und der Druckfläche am Kolben auftritt oder daß der Kolben von der Druckstange bereits in die Bohrung hineingeschoben wird.

Während im ersten Fall ein höherer Leerweg entsteht, der sich aufgrund der Hebelübersetzung am Bremspedal um ein Vielfaches vergrößert, so kann im zweiten Fall bereits eine Schließung des Zentralventils auftreten, wodurch in Ausgangsstellung des Druckzylinders sich ein Restdruck, beispielsweise infolge von Temperatureinwirkung, im Druckraum bilden kann. Der zweite Fall kann zwar dadurch verhindert werden, daß die axialen Abmessungen des Druckzylinders so bemessen sind, daß im ungünstigsten Falle die Druckstange gerade an der Druckfläche des Kolbens zur Anlage gelangen kann, hieraus resultierend ergeben sich aber noch höhere Leerwege am Pedal.

Durch den erfindungsgemäßen Einstellvorgang am Druckzylinder werden diese Nachteile vermieden, so daß stets gleiche Leerwege bei den nach diesen Verfahren hergestellten Druckzylindern entstehen. Der Leerweg des Druckzylinders wird dann nur noch durch den konstruktiv festgelegten aber stets gleichbleibenden Verschließweg des Zentralventils bestimmt. Durch den erfindungsgemäßen Einstellvorgang können an den Einzelteilen des Druckzylinders sehr eng tolerierte Fertigungsmaße, die oft mit höheren Bearbeitungskosten verbunden sind, vermieden werden.

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Es ist besonders vorteilhaft, daß das Zentralventil einen Ventilkolben aufweist, dessen Ventilspiel durch einen seitlich im Kolben begrenzten Raum bestimmt wird, und daß der Ventilkolben über eine Längenänderungseinrichtung mit dem Spannelement formschlüssig verbunden ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Ventilkolben in Ausgangsstellung des Druckzylinders von dem Spannelement an einem dem Ventilsitz gegenüberliegenden Anschlag in dem Raum auf Anlage gehalten wird, damit das Zentralventil in dieser Stellung stets geöffnet ist. Durch die Verstelleinrichtung kann der Abstand des dem Kolben gegenüberliegenden Endes der Fesselanordnung zum Kolben verkürzt bxw. verlängert werden, ohne daß dabei der Verschließweg des Zentralventils beeinflußt wird.

Eine besonders einfach und schnelle Verstellung der Lä'ngenänderungseinrichtung wird durch die Ausbildung einer Gewindeverbindung zwischen dem Spannelement und dem Ventilkörper erreicht. Hierbei ist es vorteilhaft, daß nach der Einstellung die Gewindeverbindung verdrehsicherbar ist. Dies kann zwar infolge der Fesselanordnung durch die im Gewindeeingriff auftretende Verspannung erreicht werden, es ist aber auch möglich, sich einer anderen, im Maschinenbau bekannten Verdrehsicherung zu bedienen, wie beispielsweise durch Auftragen von Schellack am Übergang des Ventilkörpers zum Spannelement oder durch Verquetschen des Gewindeeingriffs.

Der Einstellvorgang eignet sich insbesondere bei einem Tandemhauptzylinder mit einem in der Bohrung hintereinander angeordneten ersten und zweiten Kolben,

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wobei der in Richtung des ersten Kolbens federnd vorbelastete zweite Kolben den Anschlag für die Fesselanordnung des ersten Kolbens bildet. Auch bei Nehmerzylindern, die ein derartiges Zentralventil mit der oben beschriebenen Fesselanordnung aufweisen, ist die erfindungsgemäße Einstellung durchführbar.

Ein einziges Ausführungsbeispiel eines im Längsschnitt dargestellten Tandemhauptzylinders ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Der in der Zeichnung dargestellte Tandemhauptzylinder 1 weist ein Zylindergehäuse 2 auf, in dessen Zylinderbohrung 3 ein Hauptzylinderkolben 4 und ein Zwischenkolben 5 dichtend verschiebbar geführt sind. Aus einem nur angedeuteten Nachlaufbehälter 6 münden Nachlaufkanäle 7,8 jeweils in den hinter dem Hauptzylinderkolben 4, bzw. dem Zwischenkolben 5 liegenden Raum 9,10. Der vor dem Hauptzylinderkolben 4 liegende Raum 9 ist nach rechts durch eine Dichtungsanordnung 11 zur Atmosphäre hin abgedichtet .

Da der Zwischenkolben 5 mit seinen zugehörigen Teilen übereinstimmend mit dein Hauptzyinderkolben 4 ausgebildet ist, wird nachfolgend nur der Hauptzylinderkolben 4 beschrieben.

Der Hauptzylinderkolben 4 trägt als Kolbendichtung eine Primärmanschette 12, die einen stirnseitig vorspringenden zylindrischen Abschnitt 13 des Hauptzylinderkolbens 4 umgibt. An diesem zylindrischen Abschnitt 13 stützt sich

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ein Federteller 14 einer als Druckfeder ausgeführten Kolbenrückstellfeder 15 ab, die an ihrem anderen Ende ebenfalls an einem Federteller 16 anliegt. Die Kolbenrückstellfeder 15 ist durch ein stangeförmiges, zentrales Spannelement 17 gefesselt, das axial beweglich durch die Federteller 14,16 ragt und jeweils an deren Außenseite mit einem Kopf 18 bzw. 19 anliegt.

Der eine Kopf 18 des Spannelements 17 ist mit einem Ventilkolben 20 verbunden, der in eine stirnseitige Zentralbohrung 21 des Hauptzylinderkolbens 4 ragt und dort unter Freilassung von seitlichen Durchlaßkanälen 22 geführt ist. Die Zentralbohrung bildet mit dem Federteller 14 den Raum 37. Das Spannelement 17 ist über ein Gewinde 23 in einer in der Zeichnung nicht dargestellten zentralen Gewindebohrung des Ventilkolbens 20 eingeschraubt. An der dem Ventilkolben 20 gegenüberliegenden Stirnseite der Zentralbohrung 21 ist eine zentrale Dichtung 24 befestigt, die eine zentrale Bohrung 25 aufweist. Der Ventilkolben 20 ist in geringem Abstand von der Dichtung 24 angeordnet? dieser Abstand bildet das Ventilspiel des Zentralventils 26.

An die Bohrung 25 schließt sich in der Zeichnung nach rechts im Hauptzylinderkolben 4 eine zentrale Ausgleichsbohrung 27 an, die über einen quer im Hauptzylinderkolben 4 verlaufenden Kanal 28 mit dem hinter dem Hauptzylinderkolben 4 liegenden Raum 9 und dadurch mit der Nachlaufbohrung 7 in Verbindung steht. Der Außendurchmesser der Dichtung 24 ist größer als der Durchmesser der Aus-

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gleichsbohrung 27. Eine als Ventilschließfeder 29 dienende Druckfeder 30 ist zwischen dem Ventilkolben 20 und dom kolbenseitigen Federteller 14 angeordnet.

In der Zeichnung ist der Hauptzylinderkolben 4 in seiner Ruhestellung dargestellt. In dieser Stellung liegt der Federteller 16 mit seiner Auflagefläche 38 an dem dem Hauptzylinderkolben 4 zugewandten Anschlag 31 am Zwischenkolben 5 so an, daß das Spannelement 17 noch nicht entspannt ist, das heißt, der Ventilkolben 20 liegt an der Stirnfläche des Federtellers 14 federnd an. Die dem Hauptzylinderkolben 4 zugewandte Stirnfläche bildet den in der Zeichnung linken Anschlag 31 für das Ende der Fesselanordnung 32 des Hauptzylinderkolbens 4.

Das in der Zeichnung rechte Ende des Hauptzylinderkolbens 4 weist eine Sacklochbohrung 33 auf, deren geschlossenes Ende die Druckfläche 34 für eine in der Zeichnung nicht dargestellte Druckstange bildet. Die Druckstange ist beispielsweise mit einem hydraulischen oder vakuumbetriebenen Kraftverstärker oder direkt über ein Gestänge mit einem in der Zeichnung nicht dargesellten Bremspedal verbunden.

Das Zylindergehäuse 2 v/eist einen Flansch 35 mit einer stirnseitigen Anlagefläche 36 auf, die als Anlage an einer Spritzwand eines Kraftfahrzeuges oder an einem Gehäuse eines Kraftverstärkers dient. Der Flansch 35 und somit der Tandemhauptzylinder 1 wird über in der Zeichnung nicht dargestellte Befestigungsschrauben mit einer ortsfesten Spritzwand oder einem Gehäuse verbunden.

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Der Einstellvorgang des erfindungsgemäßen Tandemhauptzylinders 1 geht folgendermaßen vor sich:

Nach Montage des kompletten Zwischenkolbens 5 in der Zylinderbohrung 2 des Tandemhauptzylinders 1 wird, wobei darauf geachtet werden muß, daß der Federteller des Zwischenkolbens 5 am geschlossenen Ende der Zylinderbohrung 2, das Maß zwischen dem Anschlag 31 und der Anlagefläche 36 ermittelt. Dieses Maß wird zu dem sehr eng tolerierten, auf der Zeichnung angegebene Funktionsmaß, das zwischen der Anlagefläche 36 und der Druckfläche 34 angeordnet ist, addiert. Nun wird während der Montage des Kolbens zum kompletten Kolben 4,20,17,16,15,14,12,24 mittels eines Werkzeugs das Spannelement 17 so verstellt, daß sich das Funktionsmaß zwischen der Auflagefläche 38 am Federteller 16 und der Druckfläche 34 am Kolben 4 ergibt. Anschließend werden das Spannelement 17 und der Ventilkörper 20 drehgesichert, wie beispielsweise durch 7\uftragen von Schellack.

Nun wird der komplette Hauptzylinderkolben 4 in die Zylinderbohrung 3 eingeführt und solange verschoben, bis der Federteller 16 am Zwischenkolben 5 anliegt. Das Funktionsmaß zwischen der Druckfläche 34 und der Anlagefläche 36 entspricht nun dem in der Zeichnung vorgegebenen Funktionsmaß. Das Funktionsmaß einer Hauptzylinderreihe gleichen Typs ändert sich oft aufgrund verschiedener Maße zwischen dem Ende einer Druckstange und der Stirnfläche einer Wand, an der der Hauptzylinder angeflanscht wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können ohne Änderung der Bauteile gleiche Hauptzylinder verwendet werden, die nur noch auf das Einstellmaß korrigiert werden.

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Wird der Tandeinhauptzylinder 1 gemäß der Erfindung beispielsweise an ein Gehäuse eines Vakuumbremskraftverstärkers eingeflanscht, so kommt das in der Zeichnung nicht dargestellte Druckstangenende gerade an der Druckfläche 34 zur Anlage. Hierdurch wird ein geringstmöglicher Leerweg am Tandemhauptzylinder 1 erreicht.

Leerseite -

Claims

ALFRED TEVES GMBH 29. November 1984 Frankfurt am Main ZL/Fe/be P 5702 / 1450P K. Saalbach - 4 W. Hartmann - 3 Patentansprüche

1. Verfahren zum Einstellen eines Leerweges an einem Druckzylinder, der insbesondere für hydraulische Betätigungssysteme in Kraftfahrzeugen verwendet wird, mit einer an einem Zylindergehäuse an einem Flansch ausgebildeten Anlagefläche, die zur Befestigung des Druckzylinders an einer Wand dient, mit einem in dem Zylindergehäuse in einer Bohrung ausgebildeten Kolben, der eine Druckfläche zur Aufnahme eines Kraftbeaufschlagungsgliedes aufweist und der in der Bohrung ein Zentralventil mit einem durch eine gefesselte Federanordnung vorgespannten Spannelement führt, das sich beim Verschieben des Kolbens durch eine sich über eine Auflagefläche an diesem Federteller' an einem Anschlag abstützende Federanordnung entspannt und dadurch über das Zentralventil eine Verbindung von einer vor dem Kolben ausgebildeten Druckkammer zu einer hinter dem Kolben angeordneten Nachlaufkammer unterbricht, dadurch gekennze i chnet, daß das Maß zwischen dem Anschlag (31) und der Anlagefläche (36) ermittelt und zu dem vorgeschriebenen, zwischen der Anlagefläche (36) und der Druckfläche (34) angeordneten Funktionsmaß addiert wird, so daß sich ein Einstellmaß ergibt, welches anschließend während der Montage des Kolbens komplett (4,20,17,16,15,14,12,24) zwischen der Auflagefläche (38) am Federteller (16) und der Druckfläche (34) am Kolben eingestellt wird.

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2. Druckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralventil (26) einen Ventilkolben (20) aufweist, dessen Ventilspiel durch einen seitlich im Ventilkolben (20) begrenzten Raum (37) bestimmt wird und daß der Ventilkolben (20) über eine Längenänderungseinrichtung (23) mit dem Spannelement (17) formschlüssig verbunden ist.

3. Druckzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenänderungseinrichtung (23) aus einer Gewindeverbindung besteht.

4. Druckzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeverbindung (23) nach dem Einstellvorgang verdrehsicherbar ist.

5. Druckzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder von einem Tandeinhauptzylinder (1) mit einem in der Bohrung (3) hintereinander angeordneten ersten und zweiten Kolben (4,5) gebildet wird, wobei der in Richtung des ersten Kolbens federnd vorbelastete zweite Kolben (5) den Anschlag (31) für die Fesselanordnung (32) des ersten Kolbens (4) bildet.

6. Druckzylinder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzei chnet, daß der Druckzylinder ein Nehmerzylinder ist.