DE3736058A1 - Hauptzylinder fuer hydraulische bremsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für hydrau­ lische Bremsanlagen im wesentlichen bestehend aus einem Gehäuse, einem mit einem Bremspedal gekoppelten Haupt­ kolben mit einer einen Servodruck dosierenden Ventil­ einheit und einem als Stufenkolben ausgebildeten Arbeits­ kolben mit einer ersten Druckbeaufschlagungsfläche mit einer einem Arbeitszylinder zugeordneten Arbeitsfläche, mit Ventilmitteln, die einen Druckmitteldurchfluß durch den Arbeitskolben hindurch regeln und mit einer Ringkammer mit einem durch das Gehäuse geführten Druckmittelanschluß.

Einen derartigen Hauptzylinder zeigt in der US-PS 37 12 057 die Fig. 1. Bei diesem Hauptzylinder ist ein aus statischem, bremspedalkraftproportionalem Druck und aus geregeltem Servodruck gebildeter Gesamtdruck gemischt in 2 Bremskreise einsteuerbar. Dabei steuert ein Stufen­ kolben mit zentralem Ventil den Bremsdruck in einem der zwei Bremskreise derart, daß bei plötzlich nachlassendem Druck der Stufenkolben axial bewegt wird, so daß das zentrale Ventil schließt und der Druckausgleich wieder­ hergestellt wird, bzw. daß bei einem bestimmten Druck vor dem Stufenkolben das Zentralventil schließt und der Druck­ anstieg im Bremskreis infolge Übersetzungsänderung wesent­ lich erhöht wird. Bei Ausfall des Servodruckes fällt die Verstärkerkolbenfunktion aus und nur noch der bremspedal­ kraftproportionale statische Druck gelangt durch das geoffnete Zentralventil in die Bremskreise. Nachteilig an diesem Hauptzylinder ist dessen komplizierter Aufbau, insbesondere die Ausbildung des Stufenkolbens, der hohe Energiebedarf, die für moderne Bremsen ungenügende Verstärkungswirkung und ein fehlender Übersetzungssprung bei Wirkung bzw. bei Ausfall des Servodruckes.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen Haupt­ zylinder zu schaffen, der mit geringem Energiebedarf einen Übersetzungssprung bei Einsatz bzw. bei Ausfall der Servo­ druckwirkung sichert, bei Ausfall des Servodruckes beson­ ders reibungsarm eine Bremswirkung realisiert und eine Vereinheitlichung der Verstärkeransteuerung bei unter­ schiedlichen Verstärkergrößen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Arbeitskolben mit einer zweiten Druckbeaufschlagungsfläche versehen ist, deren Außendurchmesser gleich dem von Arbeitsfläche und größer als der der ersten Druckbeauf­ schlagungsfläche ist, daß die zweite Druckbeaufschlagungs­ fläche eine erste axiale Begrenzungsfläche und daß eine Zylinderstufe eine zweite axiale Begrenzungsfläche der am Servodruck angeschlossenen Ringkammer bildet, daß der Hauptkolben und der Arbeitskolben hydraulisch gekoppelt sind, und daß das Ventilmittel ein vom Arbeitskolbenweg gesteuertes, einer Längsbohrung durch den Arbeitskolben zugeordnetes Ventil ist. Bei Montage- oder Platzproblemen für den Hauptzylinder ist es vorteilhaft für die Erfin­ dung, wenn der Arbeitskolben und der Arbeitszylinder in einem vom Hauptbremszylindergehäuse getrennten Gehäuse angeordnet sind.

Die Erfindung hat die Vorteile, daß nur noch ein Arbeits­ kolben für alle üblichen Hauptzylinder notwendig ist, daß der Verstärkungsfaktor nicht durch die Verstärkergeometrie begrenzt ist, daß eine Übersetzungssprungfunktion für beide Bremskreise möglich ist und daß auf neue Weise ein unterschiedlicher Verstärkungsfaktor für Vorder- und Hinterachse möglich ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Ein Hauptzylindergehäuse 1 enthält einen im Hauptzylinder 2 geführten Hauptkolben 3 mit Zentralventil 3′, der über nicht näher dargestellte mechanische Übertragungsmittel 4 mit einem Bremspedal 5 sowie mit Ventilmitteln 6 zur Dosierung eines Servodruckes gekoppelt ist. Ein an mindestens einer Stelle mit dem Hauptzylinder 2 verbun­ dener Druckmittelreservebehälter 6′ ist vorgesehen. In einer mit hydraulischem Druckmittel gefüllten Hauptkammer 3′′ ist in einem Abstand vom Hauptkolben 3 ein als Stufenkolben ausgebildeter Arbeitskolben 7 im Hauptzy­ linder 2 geführt. Der Arbeitskolben 7 hat eine dem Haupt­ kolben 3 zugewandte erste Druckbeaufschlagungsfläche 7′, eine dem Hauptkolben 3 abgewandte Arbeitsfläche 7′′ und eine der Arbeitsfläche 7′′ abgewandte zweite Druckbeauf­ schlagungsfläche 7′′′. Die Arbeitsfläche 7′′ ist in einem Arbeitszylinder 8 geführt, der konzentrisch zum Hauptzy­ linder 2 angeordnet ist. Ein hydraulischer Ausgang 9 im Arbeitszylinder 8 ist hydraulisch mit mindestens einem Radbremszylinder 9′ verbunden. Eine Ventilkugel 10 ist auf einer Seite einer Längsbohrung 11 des Arbeitskolbens 7 und auf der anderen Seite einem Führungsmittel 12 mit Ventil­ rückstellfeder 12′ zugeordnet. Die Rückstellfeder 12′′ und die Zentralbohrung 11 sind so dimensioniert, daß bei allein über das Bremspedal 5 mit Fußkraft erzeugbarem Druck am Hauptkolben 3 die Ventilkugel 10 die Zentral­ bohrung 11 freigibt und daß so der Hauptkolbendruck unmit­ telbar auf den/die Radbremszylinder 9′ übertragen wird.

Dem Arbeitskolben 7 ist im Arbeitszylinder 8 eine Kolben­ rückstellfeder 13 zugeordnet. Der Hauptzylinder 2 bildet beim Übergang zum Arbeitszylinder 8 eine Zylinderstufe 14, die gemeinsam mit der zweiten Druckmittelbeaufschlagungs­ fläche 7′′′ eine Ringkammer 15 bildet und mit einem Druck­ mittelanschluß 15′ zu einer Servo-Druckquelle versehen ist, die den durch die Ventilmittel 6 dosierten Druck liefert.

Die Funktionsweise ist folgende:

Der Hauptkolben 3 wird beim Bremsen mittels Bremspedal 5 in axialer Richtung zum Arbeitskolben 7 verschoben, wobei das Zentralventil 3′ schließt. Über das hydraulische Druckmittel in der Hauptkammer 3′′ wird der Druck des Hauptkolbens 3 auf den Arbeitskolben 7 und die Ventilkugel 10 übertragen. Bei normaler Bremsenfunktion ist der Servodruck aktiviert und gelangt beim Betätigen des Bremspedals 5 über den Druckmittelanschluß 15′ in den Ringraum 15, wo infolge des Druckaufbaus der Arbeitskolben 7 gegen die Kolbenrückstellfeder 13 und gegen die Ventilrückstellfeder 12′ bewegt wird. In diesem Fall schließt die Ventilkugel 10 mit der Federkraft von Ventilrückstellfeder 12′ die Längsbohrung 11, so daß der Druck am Radbremszylinder 9′ ausschließlich mittels des Arbeitskolbens 7 erzeugt wird.

Sobald sich das Bremspedal 5 in Nullstellung befindet, sperren die Ventilmittel 6 den Servodruck vor dem Haupt­ kolben 3 und der Ringkammer 15, schließen die vorher servodruckbeaufschlagten Räume an den Druckmittelreserve­ behälter 6′ an und stellen Atmosphärendruck her. Der im Radbremszylinder 9′ und im Arbeitszylinder 8 herrschende Überdruck und die Kolbenrückstellfeder 13 bewegen den Arbeitskolben 7 in die Ausgangsstellung zurück.

Die Wirkung und die Aufgabe des Übersetzungssprunges wird im Folgenen beschrieben:

Bei einem bestimmten Hub des Arbeitskolbens 7 wird mit der Arbeitsfläche 7′′ im Arbeitszylinder 8 eine größere Volumenmenge verdrängt als allein mit der ersten Druck­ beaufschlagungsfläche 7′ bzw. mit der Fläche des Haupt­ kolbens 3 im Hauptzylinder 2. Das Größenverhältnis der Flächen 7′′, 7′ zueinander bestimmt die hydraulische Über­ setzung bzw. den Übersetzungssprung. Bei fehlendem Servo­ druck ist bei hoher Fußkraft und relativ langem Pedalweg eine ausreichende Bremswirkung zu sichern und mit dem beschriebenen Hauptzylinder bei geringerer Fußkraft realisierbar als mit konventionellen Hauptzylindern, während bei vorhandenem Servodruck bei kleiner Fußkraft und kurzem Pedalweg eine sehr gute Bremswirkung erreichbar ist.

Eine besondere Anwendung der Erfindung ist durch deren separate Anordnung in Form eines Moduls mit Arbeitskolben und Arbeitszylinder gegeben, das über Hydraulikleitungen mit dem Hauptzylinder verbunden ist.

Die Erfindung ist für ABS-Systeme anwendbar.

Liste der aufgeführten Bezugszeichen:

 1 Hauptzylindergehäuse
 2 Hauptzylinder
 3 Hauptkolben
 3′ Zentralventil im Hauptkolben
 3′′ Hauptkammer
 4 mechanische Übertragungsmittel
 5 Bremspedal
 6 Ventilmittel
 7 Arbeitskolben
 7′ erste Druckbeaufschlagungsfläche
 7′′ Arbeitsfläche
 7′′′ zweite Druckbeaufschlagungsfläche
 8 Arbeitszylinder
 9 hydraulischer Ausgang
 9′ Radbremszylinder
10 Ventilkugel
11 Zentralbohrung
12 Führungsmittel
12′ Ventilrückstellfeder
13 Kolbenrückstellfeder
14 Zylinderstufe
15 Ringkammer

Claims (2)

1. Hauptzylinder für hydraulische Bremsanlagen im wesentlichen bestehend aus einem Gehäuse (1), einem mit einem Bremspedal (5) gekoppelten Hauptkolben (2) mit einer einen Servodruck dosierenden Ventileinheit (6) und einem als Stufenkolben ausgebildeten Arbeits­ kolben (7) mit einer ersten Druckbeaufschlagungs­ fläche (7′) mit einer einem Arbeitszylinder (8) zugeordneten Arbeitsfläche (7′′), mit Ventilmitteln (10, 12), die einen Druckmitteldurchfluß durch den Arbeitskolben hindurch regeln und mit einer Ring­ kammer (15) mit einem durch das Gehäuse geführten Druckmittelanschluß (15′), dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Arbeitskolben (7) mit einer zweiten Druckbeaufschlagungsfläche (7′′′) versehen ist, deren Außendurchmesser gleich dem von Arbeits­ fläche (7′′) und größer als der der ersten Druck­ beaufschlagungsfläche (7′) ist, daß die zweite Druck­ beaufschlagungsfläche (7′′′) eine erste axiale Begrenzungsfläche und daß eine Zylinderstufe (14) eine zweite axiale Begrenzungsfläche der am Servo­ druck angeschlossenen Ringkammer (15) bildet, daß der Hauptkolben (3) und der Arbeitskolben (7) hydraulisch gekoppelt sind, und daß das Ventilmittel ein vom Arbeitskolbenweg gesteuertes, einer Längs­ bohrung (11) durch den Arbeitskolben (7) zugeordnetes Ventil (10) ist.

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Arbeitskolben (7) und der Arbeitszylinder (8) in einem vom Hauptbrems­ zylindergehäuse (1) getrennten Gehäuse angeordnet sind.