DE3544167C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für eine Brems- oder Kupplungseinrichtung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Ein solcher Hauptzylinder ist aus der GB-OS 21 33 098 be­ kannt. Bei diesem vorbekannten Hauptzylinder haben der rohrförmige Flanschteil und die den rohrförmigen Flanschteil mit dem Zylindergehäuse verbindende radial verlaufende Wand jeweils eine größere Wanddicke als das Zylindergehäuse, wobei diese radial verlaufende Wand das einzige Verbindungs­ teil zwischen dem rohrförmigen Flanschteil und dem Zylin­ dergehäuse ist. Eine im Vergleich zur Wanddicke des Zylin­ dergehäuses größere Wanddicke der radial verlaufenden Wand und des rohrförmigen Teiles ist aus Festigkeitsgründen auch erforderlich, damit die auf das Zylindergehäuse ausgeübten Kräfte über die radial verlaufende Wand und den rohrförmigen Teil in die Befestigungsflansche eingeleitet werden können. Der axiale Abstand der Befestigungsflansche von der radial verlaufenden Wand darf nicht zu groß sein, da sonst der rohrförmige Teil einer zu hohen Biegebeanspruchung ausge­ setzt wäre. An der Verbindungsstelle zwischen der radial verlaufenden Wand und dem Zylindergehäuse gibt es aufgrund der Materialhäufung in diesem Bereich auf der Innenseite des Zylindergehäuses eine Einfallstelle, an welcher die Abdich­ tung zwischen dem Kolben und der Innenwand des Zylinderge­ häuses verlorengehen würde. Der Kolben ist deshalb nur bis zu einem Punkt verschiebbar, der hinter der Verbindungs­ stelle zwischen der radial verlaufenden Wand und dem Zylin­ dergehäuse liegt. Der Axialbereich, in dem der Kolben ver­ schiebbar ist, und die axiale Anordnung der Befestigungs­ flansche sind daher voneinander abhängig und nur innerhalb enger Grenzen frei wählbar.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den gattungsgemäßen Hauptzylinder so auszubilden, daß die axiale Anordnung des oder jedes Befestigungsflansches längs des Zylindergehäuses unabhängig vom axialen Verschiebungsbereich des Kolbens wählbar ist, wobei das Zylindergehäuse kürzer ausgeführt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des kenn­ zeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch die Verrippung zwischen dem Zylindergehäuse und dem rohrförmigen Teil und die Wahl einer geringeren Wanddicke für den rohrförmigen Teil und die Rippen werden hinderliche Einfallstellen in der Kolbenlauffläche des Zylindergehäuses vermieden. Insbesondere wird durch die Wahl einer geringeren Wanddicke für den rohrförmigen Teil als für das Zylinderge­ häuse die bei der Abkühlung des Werkstoffes unvermeidliche Verformung in dem rohrförmigen Teil konzentriert und vom Zylindergehäuse ferngehalten. Das Zylindergehäuse kann deshalb kürzer gestaltet werden, weil der Kolben nun auch in dem axialen Abschnitt des Zylindergehäuses verschiebbar ist, in dem die Rippen angeordnet sind.

Aus "Das Spritzgußteil" in der Reihe Ingenieurwissen der VDI-Verlag GmbH Düsseldorf, 1980, Seite 90, ist zwar be­ kannt, daß durch Verrippungen Einfallstellen vermieden werden können und die Wanddicke der Rippen einen bestimmten Bereich nicht überschreiten sollte. Diese Literaturstelle enthält jedoch keinen Hinweis dafür, daß auch der rohrförmi­ ge Teil eine geringere Wanddicke als das Zylindergehäuse haben soll. Vielmehr kann aus den Ausführungen zur Wanddicke der Rippen auf der Seite 90 geschlossen werden, daß auch der rohrförmige Teil möglichst dick im Vergleich zu den Rippen sein sollte.

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

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Hauptzylinder nach der Erfindung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Hauptzylinder entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Ein Hauptzylinder 10, der in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt einen Zylinder 11a und einen Speicher 12 zum Halten einer Flüssigkeit. Der Speicher 12 weist ein rohrförmiges Gehäuse 13 auf, das aus einem thermoplastischen Werkstoff wie Polyamidharz gegossen ist, da das Speichergehäuse 13 vorzugsweise transparent sein soll, um die Inspektion der Flüssigkeitsmenge von außerhalb des Speichergehäuses 13 zu ermöglichen. Der einstückig gegossene Zylinder 11a weist ein Zylindergehäuse 11 auf und ist aus einem faserverstärkten thermoplastischen Werkstoff, wie glasfaserverstärkter thermoplastischer Werkstoff, hergestellt, um eine erhöhte mechanische Festigkeit zu geben. Da der Zylinder 11a aus einem faserverstärkten thermoplastischen Werkstoff hergestellt ist, ist es um so wichtiger, daß die Bohrung 21 des Zylindergehäuses 11 infolge einer Schrumpfung während des Gießens nicht vertieft ist, da ein solches gegossenes Erzeugnis wegen der Verstärkungsfasern ziemlich schwierig zu bearbeiten oder zu schneiden ist. Wenn die innere Oberfläche bearbeitet wird, können die Fasern freigelegt werden, so daß der daran entlang bewegbare Kolben beschädigt wird. Das Zylindergehäuse 11 kann aber aus demselben Werkstoff wie das Speichergehäuse 13 hergestellt sein.

Ein Deckel 14 aus Kunstharz ist auf ein oberes offenes Ende des Speichergehäuses 13 aufgeschraubt, und eine Membran 15 aus einem flexiblen Werkstoff wie Gummi ist in dem Deckel 14 angeordnet, wobei ihr Randwulst 15a zwischen einer oberen Endfläche 13a des Speichergehäuses 13 und einem ab­ gestuften Abschnitt 14a des Deckels gehalten wird, um das Innere des Speichergehäuses 13 abzudichten. Beim Gießen des Hauptzylinders 10 wird das Speichergehäuse 13 zuerst gegossen, und dann wird das gegossene Gehäuse 13 in einer Form in die richtige Lage gebracht, um das Zylindergehäuse 11 zu erzeugen. Dann wird das Zylindergehäuse 11 gegossen, so daß das Speichergehäuse 13 einstückig mit dem gegossenen Zylindergehäuse 11 wird. Das Zylindergehäuse 11 hat einen rohrförmigen Halteteil 16, der an seinem vorderen Ende ge­ bildet ist und senkrecht zur Achse des Zylindergehäuses 11 verläuft. Eine vordere Wand 16a des Halteteiles 16 ist vor der vorderen Endwand oder dem Boden 17 des Zylinder­ gehäuses 11 angeordnet, um einen Raum 19 dazwischen zu bilden. Der Raum 19 und ein vom Innern des Speichergehäuses 13 gebildeter Raum 18 dienen zum Halten der Flüssigkeit. Der Raum 19 steht mit der Bohrung 21 des Zylindergehäuses 13 über eine in der Endwand 17 gebildete Öffnung 20 in Verbindung. Eine ringförmige Nut 22 ist in dem rohrförmigen Halteteil 16 gebildet, und das untere Ende 13b des Speicher­ gehäuses 13 wird von der ringförmigen Nut 22 aufgenommen. Die äußere Oberfläche des unteren Endes 13b und die Wand der Nut 22, die zusammengepaßt sind, haben komplementär ausgebildete abwechselnd angeordnete Kämme und Rillen 23a und 23b, um die Festigkeit der Verbindung zu erhöhen.

Ein Ventilgehäuse 24 und der Kolben 25 sind in dem vorderen bzw. hinteren Abschnitt der Bohrung 21 des Zylindergehäuses 11 verschiebbar angeordnet. Ein Paar Dichtungsringe 26 und 27 sind um den Kolben 25 herum angeordnet, so daß der Kolben 25 entlang der Bohrung 21 flüssigkeitsdicht ver­ schiebbar ist. Eine napfförmige Rückhaltevorrichtung 29 ist am vorderen Ende des Kolbens 25 angeordnet. Eine Schraubendruckfeder 28 ist in der Bohrung 21 angeordnet und wirkt zwischen dem hinteren Ende des Ventilgehäuses 24 und der Rückhaltevorrichtung 29, so daß das Ventilgehäuse 24 durch die Schraubenfeder 28 in Eingriff mit der vorderen Endwand 17 des Zylindergehäuses 11 gedrängt wird. Eine weitere napfförmige Rückhaltevorrichtung 31 ist an dem hinteren offenen Ende des Zylindergehäuses 11 befestigt. Der Kolben 25 wird normalerweise durch die Schraubenfeder 28 in Eingriff mit der Rückhaltevorrichtung 31 gedrängt. Mit dem hinteren Ende des Kolbens 25 ist eine Stößelstange 30 verbunden, die durch die Rückhaltevorrichtung 31 ver­ läuft und mit einem Pedal (nicht gezeigt) wirkmäßig ver­ bunden ist. Beim Niederdrücken des Pedals wird der Kolben 25 nach vorne weg von der Rückhaltevorrichtung 31 durch die Stößelstange 30 gegen die Vorspannung der Schrauben­ feder 28 bewegt. Ein napfförmiges Deckelteil 32, durch welches die Kolbenstange 30 hindurchgeht, ist an dem hinteren Ende des Zylindergehäuses 11 befestigt und bedeckt die Rückhaltevorrichtung 31, um das Eindringen von Fremd­ körpern wie Staub in die Bohrung 21 zu verhindern.

Das Ventilgehäuse 24 und der Kolben 25 sind durch eine Ver­ bindungsstange 33 miteinander verbunden, die in der Bohrung 21 des Zylindergehäuses 11 angeordnet ist. Das vordere Ende 33a der Verbindungsstange 33 erstreckt sich in das Ventilge­ häuse 24 durch eine Führungsbohrung 34 hinein, die durch einen Boden 24a des Ventilgehäuses 24 hindurch gebildet ist, und ein hinterer Endflansch 33b erstreckt sich durch die Rückhaltevorrichtung 29 in eine Führungsbohrung 36 des Kolbens 25. Ein ringförmiges Ventil 37 ist an dem vorderen Ende 33a der Verbindungsstange 33 befestigt. Eine kegel­ stumpfförmige Schraubendruckfeder 38 wirkt zwischen dem Ventil 37 und dem Boden 24a des Ventilgehäuses 24, um die Verbindungsstange 33 nach vorne, d.h. gegen die vordere Endwand 17 des Zylindergehäuses 11 zu drängen, so daß der hintere Endflansch 33b an der Rückhaltevorrichtung 29 ge­ halten wird. Das Ventil 37 wird normalerweise auf Abstand zu der vorderen Endwand 17 des Zylindergehäuses 11 gehalten. Wenn bei dieser Anordnung der Kolben 25 beim Niederdrücken des Pedals leicht bewegt wird, wird das Ventil 37 in Ein­ griff mit der vorderen Endwand 17 des Zylindergehäuses 11 gebracht, um die Öffnung 20 zu schließen. Bei einer wei­ teren Vorwärtsbewegung des Kolbens 25 entlang der Bohrung 21 wird ein Flüssigkeitsdruck in demjenigen Abschnitt 39 der Bohrung 21, der zwischen dem Ventilgehäuse 24 und dem Kolben 25 liegt, erhöht, und dieser Flüssigkeitsdruck wird über eine Flüssigkeitsleitung (nicht gezeigt) zu einem Radzylinder (nicht gezeigt) weitergeleitet.

Eine Vielzahl von Rippen 43 ist einstückig mit der äußeren Oberfläche des Zylindergehäuses 11 und erstreckt sich von ihr aus in gleichen Abständen in Umfangsrichtung radial nach außen, wobei die Rippen 43 auch in Längsrichtung ent­ lang der Achse des Zylindergehäuses 11 verlaufen. Ein rohr­ förmiger Teil 44 umgibt die äußere Oberfläche des Zylinder­ gehäuses 11 mit Abstand und koaxial dazu, um einen ring­ förmigen Raum 42 dazwischen zu bilden, wobei der rohr­ förmige Teil zwischen den entgegengesetzten Enden des Zylindergehäuses 11 angeordnet ist. Die Rippen 43 er­ strecken sich radial zwischen der inneren Oberfläche des rohrförmigen Teiles 44 und der äußeren Oberfläche des Zylindergehäuses 11 und erstrecken sich auch axial von dem vorderen und hinteren Ende des rohrförmigen Teiles 44 aus, so daß der ringförmige Raum 42 in in Umfangsrichtung angeordnete kleinere Räume 45 unterteilt ist. Ein vorderes Ende des ringförmigen Raumes 42 ist durch eine ringförmige Endwand 44a geschlossen, die sich zwischen dem vorderen Ende des rohrförmigen Teiles 44 und der äußeren Oberfläche des Zylindergehäuses 11 senkrecht zu dessen Gehäuse er­ streckt, während das hintere Ende des ringförmigen Raumes 42 offen ist.

Ein Paar Befestigungsflansche 40 und 41 ist an der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Teiles 44 in diametral entgegen­ gesetzter Anordnung gebildet, wobei die Befestigungsflansche 40 und 41 eine Bohrung 40a bzw. 41a haben. Die Befestigungs­ flansche 40 und 41 sind dafür ausgebildet, an einem Arma­ turenbrett des Fahrzeuges befestigt zu werden, um den Haupt­ zylinder 10 daran zu befestigen. Eine gemeinsame Achse der Befestigungsflansche 40 und 41 ist gegen die Achse des Speichergehäuses 13 geneigt, wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, so daß das Speichergehäuse 13 nicht den Einbau des Hauptzylinders 10 am Armaturenbrett behindert. Die Befestigungsflansche 40 und 41 sind durch ein Paar Verbindungsabschnitte 50 und 51, die an der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Teiles 44 in diametral entgegengesetzter Anordnung gebildet sind, miteinander verbunden.

Wie oben beschrieben, ist der Zylinder 11a, der das Zylindergehäuse 11, die Rippen 43, den rohrförmigen Teil 44, die vordere Endwand 44a, das Paar Befestigungsflansche 40 und 41 und die Verbindungsabschnitte 50 und 51 aufweist, ist als einstückiges Bauteil gegossen. Das Zylindergehäuse 11 und die Rippen 43 können unter Verwendung einer Form gegossen werden, und jede Rippe 43 nimmt fortschreitend zu dem hinteren Ende des Zylindergehäuses 11 hin ab, um das Rausnehmen der gegossenen Rippen 43 aus der Form zu erleichtern.

Die Dicke der Befestigungsflansche 40 und 41 ist größer als die Dicke des Zylindergehäuses 11, und die Rippen 43 und der rohrförmige Teil 44 haben eine geringere Dicke als das Zylindergehäuse 11. Die vordere Endwand 44a, die den rohrförmigen Teil 44 mit dem Zylindergehäuse 11 verbindet, ist besonders dünn, da der rohrförmige Teil 44 durch die Rippen 43 verstärkt ist. Der vordere Abschnitt 44c des rohrförmigen Teiles 44, der vor den Befestigungsflanschen 40 und 41 angeordnet ist, hat eine größere Dicke als der hintere Abschnitt 44b, der hinter den Befestigungsflanschen 40 und 41 angeordnet ist. Der vordere Abschnitt 44c hat in Umfangsrichtung beabstandete verdickte Teile 44d, und die Rippen 43 entsprechen jeweils den verdickten Teilen 44d, um den rohrförmigen Teil 44 durch die Rippen 43 deutlicher zu verstärken.

Wenn der Zylinder 11a während des Gießvorganges abgekühlt wird, wird der Zylinder 11a einer Schrumpfung unterworfen, und eine Spannung oder eine Kraft wird auf das Zylindergehäuse 11 von dem Paar Befestigungsflansche 40 und 41 mit einer größeren Dicke ausgeübt. Diese Spannung wird jedoch aufgrund der Rippen 43 verteilt, so daß die Bohrung 21 des Zylindergehäuses 11 nicht vertieft oder eingedellt wird. Während des Schrumpfens des Zylinders 11a wirken das Zylindergehäuse 11 und der rohrförmige Teil 44 über die Rippen 43 aufeinander ein. Da aber der rohrförmige Teil 44 eine geringere Dicke als das Zylindergehäuse 11 hat, entwickelt sich eine Verformung hauptsächlich an dem rohrförmigen Teil 44, und das Zylindergehäuse 11 ist keiner übermäßigen Verformung ausgesetzt.

Obwohl der Hauptzylinder 10 nach der Erfindung im einzelnen gezeigt und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die genaue Darstellung der Zeichnung oder der Beschreibung beschränkt. Obwohl beispielsweise die Vielzahl von Rippen 43 in Umfangsrichtung in gleichen Abständen um die äußere Oberfläche des Zylindergehäuses 22 herum gebildet ist, können die Rippen 43 unregelmäßig angeordnet sein. Beispielsweise können die Rippen 43 an den inneren Enden der beiden Befestigungsflansche 40 und 41 dichter angeordnet sein.

Wie oben beschrieben, wird aufgrund der Rippen 43 die Bohrung 21 des Zylindergehäuses 11 während des Schrumpfens des Zylinders 11a nicht vertieft oder verformt. Deshalb geht der Kolben 25 dichtend durch denjenigen Abschnitt der Bohrung 21 hindurch, der dem Paar Befestigungsflansche 40 und 41 entspricht. Deshalb können die Befestigungsflansche 40 und 41 am Zylindergehäuse 11 an jeder gewünschten Stelle zwischen dem Speichergehäuse 13 und dem hinteren Ende des Zylindergehäuses 11 vorgesehen werden. Dies ermöglicht eine freizügigere Ausführung des Hauptzylinders 10. Außerdem kann das Zylindergehäuse 11 kürzer als ein Zylindergehäuse eines herkömmlichen Hauptzylinders sein.

Claims (4)

1. Hauptzylinder für eine Brems- oder Kupplungseinrich­ tung eines Fahrzeugs mit einem Zylindergehäuse, einem in dem Zylindergehäuse axial verschiebbaren Kolben, einem mit dem Zylindergehäuse verbundenen rohrförmigen Teil, der das Zylindergehäuse im radialen Abstand koaxial umgibt, und mindestens einem sich senkrecht zur Achse des Zylindergehäu­ ses erstreckenden Befestigungsflansch, der von dem rohrför­ migen Teil aus radial nach außen verläuft, wobei das Zylin­ dergehäuse, der rohrförmige Teil und der oder jeder Befesti­ gungsflansch einstückig aus Kunstharz gegossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten radial und axial sich erstreckenden Rippen (43) zwischen der Außenseite des Zylindergehäuses (11) und der Innenseite des rohrförmigen Teiles (44) einstückig mit dem Zylindergehäuse (11) und dem rohrförmigen Teil (44) gebildet ist, der rohrförmige Teil (44) und die Rippen (43) jeweils eine geringere Wanddicke als das Zylindergehäuse (11) haben, und auch der axiale Abschnitt des Zylinderge­ häuses (11), in dem die Rippen (43) angeordnet sind, ohne spanabhebende Bearbeitung eine Lauffläche für den Kolben (25) bildet.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich eine ringförmige Endwand (44a) von einem Ende des rohrförmigen Teiles (44, 44b, 44c) aus radial nach innen zu der äußeren Oberfläche des Zylindergehäuses (11) hin erstreckt, und sich die Rippen (43) in axialer Richtung bis zu der ringförmigen Endwand (44a) erstrecken.

3. Hauptzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rippen (43) am Umfang des Zylindergehäuses (11) in gleichen Winkelabständen angeordnet sind.

4. Hauptzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (11) aus faserverstärktem Kunstharz besteht.