DE3803565A1

DE3803565A1 - Hydraulische betaetigungsanlage fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3803565A1
Application number: DE3803565A
Authority: DE
Inventors: Hajo Pickel
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1988-02-06
Filing date: 1988-02-06
Publication date: 1989-08-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Betäti gungsanlage für Kraftfahrzeuge, vorzugsweise zur Betätigung einer Bremse bzw. einer Kupplung, mit einem Hauptzylinder, in dessen Bohrung mindestens ein durch eine Rückstellfeder vorgespannter Betätigungskolben mindestens einen Druckraum begrenzt, der einerseits über einen Nachlaufraum und eine Dichtmanschette mit einem drucklosen Ausgleichsbehälter und andererseits über einen Druckanschluß mit einem Brems- bzw. Kupplungskreis in Verbindung steht.

In der traditionellen Bremsentechnik werden Entlüftervor richtungen in Form von manuell zu betätigenden Entlüfter ventilen verwendet, die vorranigig an der Seite der Rad bremszylinder angeordnet sind. Die Entlüftung erfolgt bei geöffneten Entlüfterventilen, indem eine ausreichende Flüssigkeitsmenge vom Bremsflüssigkeitsbehälter aus durch die Anlage gepumpt wird, oder durch wechselweises Betätigen von Bremspedal und Entlüfterschraube. Daneben wird auch eine Vakuumbelüftung der Anlage angewendet, die zwar einen sehr guten Belüftungsgrad erzielt, aber nur bei Erstbe füllung möglich ist.

Trotz ausgereifter Entlüftertechnik kann nicht verhindert werden, daß sich in der Brems- bzw. Kupplungsanlage mit der Zeit Gase ansammeln, sei es daß die Bremsflüssigkeit mit der Zeit Wasser aufnimmt, das bei höheren Temperaturen der Radbremsen Dampfblasen bildet, sei es durch gewisse Un dichtheiten und Ausgasen von Werkstoffen. Diese Gase ver schlechtern die Funktion der hydraulischen Anlage, indem der Volumenbedarf steigt und der Hauptzylinderkolben einen größeren Weg zurücklegen muß, um den jeweils be nötigten hydraulischen Druck zu erzeugen, und können im Falle höherer Belastungen (Paßabfahrten) zum Anschlag des Betätigungskolbens und Ausfall der Anlage führen. Eine solche Situation wird bei regelmäßiger Wartung der hydrau lischen Anlage normalerweise zwar vermieden, aber eine solche Wartung ist nicht bindend vorgeschrieben und wird erfahrungsgemäß von einem Teil der Autofahrer nicht durch geführt. Unter diesen Umständen kann die Sicherheit der hydraulischen Anlagen im Zweifelsfall gefährdet sein.

Mit dem Problem der Entlüftung der hydraulischen Anlage zu sammenhängend ist das Problem der Verschmutzung der Brems flüssigkeit. Durch den normalen Verschleiß der Dichtungen und Kontaktflächen entstehen im Bremskreis zunehmend mit der Zeit Schmutzpartikel, die die Funktion von Führungen und Dichtungen sowie an Leitungsengstellen den Flüssig keitstrom beeinträchtigen. Auch können von der Bearbeitung her noch Partikel übrig geblieben sein, die insbesondere an schwer zugänglichen Stellen nicht völlständig entfernt werden konnten. Eine Entfernung dieser Partikel ist in einem statischen hydraulischen System nur durch einen Austausch des Druckmittels mit dem dazugehörenden Aufwand möglich.

Besonders kritisch ist diese Verschmutzung in Anlagen mit Antiblockierregelung und Antriebsschlupfregelung, bei denen eine weitgehende Dichtheit der systembezogenen Ventile funktions- und sicherheitsnotwenig ist. Die Anwendung von Filtern kann in diesen Fällen nur ein unzureichender Schutz der Ventile sein, da deren Maschenweite nicht beliebig klein gewählt werden kann und sie in Umkehrung ihrer beab sichtigten Funktion eingeschlossene Schmutzpartikel wiederum nicht herausgeben, im übrigen weil sie zusammen mit den Partikeln den Flüssigkeitsstrom zunehmend mit der Zeit behindern.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Betätigungsanlage der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie in der Lage ist, bei jedem Betätigungsvorgang den geförderten Teil des ver wendeten Druckmittels zu entlüften und die darin ent haltenen Verunreinigungen in den Ausgleichsbehälter zurück zuspülen, ohne daß deren Funktionssicherheit bei einfachem Aufbau über Gebühr beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Druckraum ein von der Rücksstellfeder beaufschlagter Ent lüfterkolben angeordnet ist, der mit einem Rückschlagventil versehen ist und daß zwischen dem Druckraum und dem Aus gleichsbehälter eine zweite, bei Betätigung des Betäti gungskolbens absperrbare Verbindung vorgesehen ist.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

a) Erhöhung der Funktionssicherheit bei höherer Belastung der hydraulischen Brems- bzw. Kupplungsanlage;
b) mögliche Vergrößerung der Zeitabstände von Sicher heitsinspektionen;
c) Schutz von Dicht- und Führungsflächen durch Ausspülen der Schmutzpartikel;
d) Erhaltung der Strömungswiderstände und
e) Schutz von Ventilsitzflächen insbesondere bei Brems anlagen mit Brems- und Antriebsschlupfregelung, damit verbunden der mögliche Wegfall unzulänglich wirkender Zwischenfilter.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Verbindung mittels eines vom Betäti gungskolben weggesteuerten Ventils absperrbar ist, wobei das Ventil vorzugsweise ein vom Betätigungskolben ange steuertes 2/2-Wegeventil ist, das mittels einer am Betäti gungskolben ausgebildeten Schräge ansteuerbar ist, die mit einem Betätigungsstößel des Ventils zusammenwirkt. Durch diese Maßnahme wird eine hydraulische Betätigungsanlage ge schaffen, die sich durch besonders niedrige Herstellungs kosten bei hoher Betriebssicherheit auszeichnet. Eine weitere Vereinfachung der Montage wird dadurch erreicht, daß das Ventil in das Hauptzylindergehäuse einschraubbar ist.

Eine insbesondere für die Betätigung einer hydraulischen zweikreisigen Bremsanlage geeignete Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Hauptzylinder ein Tandemhaupt zylinder ist, wobei ein zweiter, dem Primärdruckraum zuge ordneter Entlüfterkolben vorgesehen ist, der am Sekundär kolben anliegend angeordnet ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschrei bung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltschema der erfindungsgemäßen Betätigungsanlage und

Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungsanlage zum Betätigen einer hydraulischen zweikreisigen Bremsanlage.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Betätigungsanlage besteht aus einem Hauptzylinder 1, dessen Druckraum 8 im gezeigten Beispiel mit einem Bremskreis 1 in Verbindung steht, an den Radbremsen RB 1, RB 2 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges angeschlossen sind. In einer axialen Bohrung 3 des Hauptzylinders 1 ist ein den Druckraum 8 begrenzender Betätigungskolben 4 angeordnet, der mittels einer Rückstellfeder 6 vorgespannt und durch eine mit einem Pedal 32 gekoppelte Druckstange 33 betätigbar ist. Ein vom Betätigungskolben 4 in der Bohrung 3 begrenzter Nachlauf raum 5 steht unter Zwischenschaltung eines Filterelementes 22 in Verbindung mit einem ein hydraulisches Druckmittel enthaltenden drucklosen Ausgleichsbehälter 2.

In der Bohrung 3 ist dem Betätigungskolben 4 axial gegen überliegend ein Entlüfterkolben 11 angeordnet, der in Ruhe stellung unter Wirkung der Rückstellfeder 6 sich am Boden der Bohrung 3 abstützt und ein Rückschlagventil 18 enthält, das vorzugsweise als Überströmmanschette ausgebildet ist. Durch die Anordnung des Entlüfterkolbens 11 wird vom Druck raum 8 ein Ringraum 13 getrennt, an den der Bremskreis I unmittelbar angeschlossen ist. Zwischen dem Ringraum 13 bzw. dem Druckraum 8 des Hauptzylinders 1 und dem Aus gleichsbehälter 2 ist schließlich eine zweite, mittels eines vorzugsweise als weggesteuertes 2/2-Wegesitzventil ausgebildeten Ventil 17 absperrbare Verbindung 15 vorge sehen, wobei die wegabhängige Ansteuerung des Ventils 17 mit Hilfe einer am Betätigungskolben 4 ausgebildeten Schräge 26 erfolgt, die bei der Betätigung des Hauptzylin ders 1 mit einem Betätigungsstößel 27 des Ventils 17 zu sammenwirkt.

Bei Betätigung der dargestellten Betätigungsanlage wird das Ventil 17 wegabhängig geschlossen und die Bremsflüssigkeit strömt über die Überströmmanschette 18 und den Ringraum 13 in den Bremskreis I. Beim Loslassen des Pedals 32 dichtet die Überströmmanschette 18 ab und der Druck im Bremskreis I wird durch eine rückläufige Bewegung des Entlüfterkolbens 11 abgebaut, wobei schließlich Flüssigkeit über eine Primärmanschette 31 des Betätigungskolbens 4 nachgesaugt werden kann. Anschließend öffnet das Ventil 17 und der Ent lüfterkolben 11 wird durch die Wirkung der Rückstellfeder 6 wieder in seine Ausgangslage zurückgeschoben. Hierbei strömt die geförderte Flüssigkeitsmenge des Bremskreises I mit ihren Gas- und Schmutzpartikeln direkt zum Ausgleichs behälter 2 zurück, während in den Druckraum 8 über die Primärmanschette, den Nachlaufraum 5 und das Filterelement 22 gleichzeitig gas- und schmutzfreie Flüssigkeit nachge saugt wird. Auf diese Weise entsteht bei jeder Betätigung ein Kreislauf, durch den eine ständige Entlüftung und Ent fernung der Schmutzpartikel erzielt wird. Wird an den Ring raum 13 anstatt der beiden Radbremsen RB 1, RB 2 ein Kupp lungsnehmerzylinder angeschlossen, so erfolgt dessen hydraulische Beaufschlagung genauso in der oben be schriebenen Weise.

Bei der in Fig. 2 in einem Axial-Teilschnitt gezeigten, für die Betätigung einer hydraulischen zweikreisigen Bremsan lage geeigneten Betätigungsanlage ist als Hauptzylinder 1 ein Tandemhauptzylinder vorgesehen, an dessen Druckan schlüsse 34, 35 die einzelnen Bremskreise I, II ange schlossen sind. Die Verbindung des Nachlaufraumes 5, des Sekundärdruckraumes 8 mit dem Ausgleichsbehälter 2 erfolgt über ein in einem Anschlußstutzen 28 des Ausgleichsbe hälters 2 angeordneten Nachlaufrohres 29, in dessen Mündungsbereich im Ausgleichsbehälter 2 das Filterelement 22 vorgesehen ist. Die Anordnung ist vorzugsweise derart getroffen, daß das Filterelement 22 mittels einer Schnapp verbindung 21 unter Zwischenschaltung einer Platte 23 am Behälterboden 30 befestigt ist, wobei die Platte 23 eine in der Mitte liegende Öffnung 24 aufweist, deren Durchmesser etwa dem des Nachlaufrohres 29 innen entspricht. Der Be hälterboden 30 ist dabei mit einem Profil 25 versehen, das der Bindung der im Druckmittel enthaltenen Schmutzpartikel dient. Das die zweite Verbindung 15 absperrende bzw. freigebende Ventil 17 ist vorzugsweise in eine näher nicht bezeichnete Gewindebohrung im Hauptzylindergehäuse 10 ein geschraubt.

Im Primädruckraum 9 des dargestellten Tandemhauptzylinders 1 ist schließlich ein einen zweiten Ringraum 14 begrenzen der zweiter Entlüftungskolben 12 angeordnet, der unter Wirkung einer einen nicht dargestellten Primärkolben vor spannenden zweiten Rückstellfeder 7 an der Stirnfläche des mit einer Primärmanschette 31 versehenen Sekundärkolbens 4 anliegt. An seinem der Rückstellfeder 7 abgewandten Ende weist der zweite Entlüfterkolben 12 einen axialen Fortsatz 20 auf, der in einer Axialbohrung 36 des Sekundärkolbens 4 geführt ist, deren Länge dem Betätigungshub des Primärkol bens entspricht. Der Fortsatz 20 ist dabei mit einer axialen Bohrung 37 versehen, die in einem senkrecht zu dessen Achse verlaufenden Querkanal 38 mündet. Ähnlich wie der erste Entlüfterkolben 11 ist auch der zweite Entlüfter kolben 12 mit einem Rückschlagventil versehen, das als eine zweite Überströmmanschette 19 ausgebildet ist. Zwischen dem Primärdruckraum 9 bzw. dem zweiten Ringraum 14 und dem Aus gleichsbehälter 2 ist schließlich eine Verbindung 16 vorge sehen, die in Abhängigkeit von der Lage des Primärkolbens mittels eines zweiten, nicht dargestellten 2/2-Wegeventils absperrbar- bzw. freigebbar ist. Da die Wirkungsweise der Verbindung 16 mit der der im Zusammenhang mit Fig. 1 er wähnten Verbindung 15 identisch ist, braucht sie nicht mehr erläutert zu werden.

Bezugszeichenliste

1 Hauptzylinder
2 Ausgleichsbehälter
3 Bohrung
4 Betätigungskolben
5 Nachlaufraum
6 Rückstellfeder
7 Rückstellfeder
8 Druckraum
9 Druckraum
10 Gehäuse
11 erster Entlüfterkolben
12 zweiter Entlüfterkolben
13 Ringraum
14 Ringraum
15 Verbindung
16 Verbindung
17 Ventil
18 Überströmmanschette
19 Überströmmanschette
20 Fortsatz
21 Schnappverbindung
22 Filterelement
23 Platte
24 Öffnung
25 Profil
26 Schräge
27 Betätigungsstößel
28 Anschlußstutzen
29 Nachlaufrohr
30 Behälterboden
31 Primärdichte
32 Pedal
33 Druckstange
34 Druckanschluß
35 Druckanschluß
36 Bohrung
37 Bohrung
38 Querkanal

Claims

1. Hydraulische Betätigungsanlage für Kraftfahrzeuge, vorzugsweise zur Betätigung einer Bremse bzw. einer Kupplung, mit einem Hauptzylinder, in dessen Bohrung mindestens ein durch eine Rückstellfeder vorgespannter Betätigungskolben mindestens einen Druckraum begrenzt, der einerseits über einen Nachlaufraum und eine Dicht manschette mit einem drucklosen Ausgleichsbehälter und andererseits über einen Druckanschluß mit einem Brems- bzw. Kupplungskreis in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckraum (8, 9) ein von der Rückstellfeder (6, 7) beaufschlagter Entlüfterkolben (11, 12) angeordnet ist, der mit einem Rückschlagventil (18, 19) versehen ist und daß zwischen dem Druckraum (8, 9) und dem Ausgleichsbehälter (2) eine zweite, bei Betätigung des Betätigungskolbens (4) absperrbare Verbindung (15, 16) vorgesehen ist.

2. Hydraulische Betätigungsanlage nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der Entlüfter kolben (11, 12) in der Bohrung (3) einen Ringraum (13, 14) begrenzt, an den der Brems- bzw. Kupplungs kreis (I, II) unmittelbar angeschlossen ist.

3. Hydraulische Betätigungsanlage, nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß das Rück schlagventil durch eine Überströmmanschette (18, 19) gebildet ist.

4. Hydraulische Betätigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verbindung (15, 16) mittels eines vom Betätigungskolben (4) weggesteuerten Ventils (17) absperrbar ist.

5. Hydraulische Betätigungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (17) ein vom Betätigungskolben (4) angesteuertes 2/2-Wegeventil ist.

6. Hydraulische Betätigungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (17) mittels einer am Betätigungskolben (4) ausgebil deten Schräge (26) ansteuerbar ist, die mit einem Be tätigungsstößel (27) des Ventils (17) zusammenwirkt.

7. Hydraulische Betätigungsanlage nach einem der An spruche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (17) in das Hauptzylindergehäuse (10) einschraubbar ist.

8. Hydraulische Betätigungsanlage nach einem der An sprüche, insbesondere zur Betätigung einer zwei kreisigen Bremsanlage dadurch gekennzeich net, daß der Hauptzylinder (1) ein Tandemhaupt zylinder ist, wobei ein zweiter, dem Primärdruckraum (9) zugeordneter Entlüfterkolben (12) vorgesehen ist, der am Sekundärkolben (4) anliegend angeordnet ist.

9. Hydraulische Betätigungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Entlüfterkolben (12) im Sekundärkolben (4) axial ge führt ist.

10. Hydraulische Betätigungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Führung des zweiten Entlüfterkolbens (12) mittels eines axialen Fortsatzes (20) erfolgt, dessen Länge dem Betätigungshub des Primärkolbens entspricht.

11. Hydraulische Betätigungsanlage nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Verbindung zwischen dem Nachlaufraum (5) und dem Ausgleichsbehälter (2) mittels eines in einem Anschlußstutzen (28) des Ausgleichsbehälters (2) angeordneten Nachlaufrohres (29) erfolgt, in dessen Mündungsbereich im Ausgleichsbehälter (2) ein Filter element (22) angeordnet ist.

12. Hydraulische Betätigungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter element mittels einer Schnappverbindung (21) unter Zwischenschaltung einer eine mittlere Öffnung (24) aufweisenden Platte (23) am Behälterboden (30) gehal ten ist.

13. Hydraulische Betätigungsanlage nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß der Behälterboden (30) mit einem Profil (25) versehen ist, das zur Bindung der Schmutzpartikel dient.