DE3806789A1 - Zwischenhauptzylinder fuer hydraulische fahrzeugbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zwischenhauptzylinder mit mindestens zwei Innendurchmessern für hydraulische Fahr­ zeugbremsen, in dem mindestens ein Arbeitskolben und min­ destens ein Servokolben mit An- und Abtriebs-Flächen und diesen zugeordneten Druckmittelanschlüssen vorgesehen sind, wobei der Arbeitskolben mit zumindest einem Teil seiner Antriebsfläche gegen den Servokolben anliegt, nach Hauptpatent Anmeldung 37 35 453.1.

Einen vergleichbaren Hauptzylinder zeigt die DE-OS 27 34 551 in Fig. 1. Mit diesem Hauptzylinder ist wie mit der beschriebenen Erfindung ein Übersetzungssprung realisierbar und es kann trotz Ausfall des Servodruckes noch sicher gebremst werden. In diesem Fall sind jedoch ein längerer Bremspedalweg und größere Pedalkraft notwen­ dig als bei vorhandenem Servodruck. Die fehlende Servo­ kraft, Produkt aus Servodruck und Servokolbenfläche, muß über das Pedal kompensiert werden. Das Verhältnis des mit Pedalkraft am Hauptkolben verdrängten Volumens zum am Ar­ beitskolben verdrängten Volumen ist größer als 1. Nachtei­ le des bekannten Hauptzylinders sind die aufwendige Kon­ struktion, der hohe notwendige Pedalkraftaufwand bei Aus­ fall des Servodruckes und die geringe Eignung derartiger Hauptzylinder für schwere Fahrzeuge.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen einfach aufgebau­ ten Zwischenhauptzylinder mit Übersetzungssprung zu schaf­ fen, der im Vergleich zu ähnlichen Hauptzylindern bei Aus­ fall des Servodruckes mit geringerer Pedalkraft eine bes­ sere Bremswirkung erzeugt und der herkömmlichen Hauptzy­ lindern nachgeschaltet werden kann.

Die erfindungsgemäße Aufgabe für einen Zwischenhauptzylin­ ders gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs wird dadurch gelöst, daß der Druckmittelanschluß des Servokolbens einem Unterdruck-Bremskraftverstärker zugeordnet ist, daß die Ringkammer drucklos und mit einem Ausgang zum Druckmit­ tel-Reservebehälter versehen ist, daß eine zusätzliche Ab­ triebs-Fläche angeordnet und unterdruckbeaufschlagbar ist. Eine vorteilhafte Konstruktion für die Erfindung ergibt sich dadurch, daß die zusätzliche Abtriebs-Fläche mit ei­ ner bewegbaren Membran einer Unterdruck-Kammer mechanisch gekoppelt ist, wobei die der Abtriebs-Fläche abgewandte Seite der Membran für die Beaufschlagung mit Unterdruck vorgesehen ist.

Vorteilhaft für die Erfindung ist es, daß der Zwischen­ hauptzylinder als separate Einheit in herkömmliche Brems­ kreise zwischenschaltbar ist.

Der Vorteil der Erfindung besteht im trägheitsfreien Wech­ sel der Übersetzung zwischen servodruckunterstütztem Brem­ sen und servodrucklosem Bremsen bei Ausfall des Servo­ druckerzeugers insbesondere für Unterdruck-Bremskraftver­ stärker. Ein Druckausfall bedingt bei Anwendung der Erfin­ dung zwar einen verlängerten Bremspedalweg, liefert jedoch ohne wesentliche Pedalkrafterhöhung ausreichend hohe Bremskräfte. Dieser Vorteil ist besonders wichtig für höchstbeanspruchte, schwere Kraftfahrzeuge.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Zeichnung mit zwei Ausführungsbeispielen beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Variante mit konzentrisch in einem gemeinsamen Zylinder angeordneten Kolben mit Zentralregelventil, Fig. 2 zeigt eine Variante ohne Zentralregelventil mit Lamellendichtung und radialer Öffnung im Zylinder für einen Druckmittelzu­ fluß.

Fig. 1: Im größeren Durchmesserbereich 1′′ eines Zwi­ schenhauptzylinders 1 in Stufenzylinderform ist ein Servo­ kolben 2 in Stufenkolbenform bewegbar gelagert, in dessen axialer Bohrung 2′ ein Arbeitskolben 3 bis zu einem oberen Anschlagmittel 4 bewegbar gelagert ist. Der Servokolben 2 ist mit dem unteren Anschlagmittel, Sprengring 4′, in einer definierten Relativlage zum Arbeitskolben 3 bzw. in einer oberen Endlage gehalten. Den Antriebsflächen 2′′, 3′′′ von Servo- und Arbeitskolben 2, 3 ist ein Druckmittel­ anschluß 5 zugeordnet, der über eine Hydraulikleitung 5′ mit einem Hauptbremszylindersystem 6 mit Unterdruck-Brems­ kraft-Verstärker 6′′ und Bremspedal 7 gekoppelt ist. Die Antriebsflächen 2′′, 3′′′ bilden mit der oberen Deckfläche 18 des Zwischenhauptzylinders 1 eine Bediendruckkammer 19. Die obere Deckfläche 18 ist zugleich Gehäuseteil einer Atmosphärendruckkammer 15′′ und ist mit einem zentralen Durchbruch 18′ versehen. In diesem ist die stangenförmige Fortsetzung 20 des Servokolbens 2 gasdicht geführt, die an ihrem Ende eine zusätzliche Abtriebsfläche 2′′′′ bildet. Diese ist mit einer Membran 14 mechanisch gekoppelt, die einen Unterdruckzylinder 15 in eine Atmosphärendruckkammer 15′′ und eine Unterdruckkamer 15′ teilt. Die Unterdruck­ kammer 15′ ist mit Unterdruck-Anschluß 5′′ zu einer nicht dargestellten Unterdruckquelle versehen. Die Atmosphären­ druckkammer 15′′ schließt sich unmittelbar an die Deck­ fläche 18 an, so daß in der Unterdruckkammer 15′ über die Membran 14 auf den Servokolben 2 in Richtung des oberen Totpunktes wirkt, sofern Unterdruck anliegt.

Eine Ringkammer 8, gebildet durch die Abtriebsfläche 2′′′ des Servokolbens 2, die Zylinderstufe 1′ und die Mantel­ fläche von Arbeitszylinder 3 ist mit einem Hydraulikan­ schluß 9′′′ zu einem Druckmittel-Reservebehälter 9 verse­ hen. Eine Kolbenrückstellfeder 10 ist mit der Abtriebs­ fläche 3′′′′ des Arbeitskolbens 3 innerhalb der Arbeits­ kammer 11 des Zwischenhauptzylinders 1 kraftschlüssig ver­ bunden. Ein Zentralventil 17 im Inneren des Arbeitskolbens 3 verbindet in dessen Bremslösestellung die Arbeitskammer 11 mit dem Druckmittel-Reservebehälter 9 über Kanäle 17′. Vom Ausgang der Arbeitskammer 11 führt ein Druckmittelan­ schluß 12 über eine Hydraulikleitung 12′ zum Radbremszy­ linder 13.

Fig. 2: Anstelle des Zentralventils 17 ist ein Druck­ mittelanschluß 9′ in der Zylinderwand 1′′′ der Arbeitskam­ mer 11 nahe der Nullage des Arbeitskolbens 3 vorgesehen. Der Druckmittel-Reservebehälter 9 ist über diesen Druck­ mittelanschluß 9′ mit der Arbeitskammer 11 verbunden. Eine Manschettendichtung 17′′ ist am Arbeitskolben 3 befestigt und ist im wesentlichen dessen Arbeitsfläche.

Die Funktion des Zwischenhauptzylinders 1 für beide Aus­ führungsbeispiele ist folgende: Bei vorhandenem Unterdruck wird in Ruhestellung der Servokolben 2 unabhängig vom Ar­ beitskolben 3 durch das von der nicht mit dargestellter Unterdruckquelle über den Unterdruckanschluß 5′′ in der Unterdruck-Kammer 15′ auf die Membran 14 und die zusätz­ liche Abtriebsfläche 2′′′′ des Servokolbens 2 wirkende Kraft im oberen Totpunkt, d.h. in Nullage gehalten. Bei Betätigen des Bremspedals 7 wird Druckmittel über das Hauptbremszylindersystem 6, die Hydraulikleitung 5′ und den Druckmittelanschluß 5 in den Zwischenhauptzylinder 1 auf der Seite der Kolbenantriebsflächen 3′′′, 2′′ in die Bediendruckkammer 19 hineingeführt. Aufgrund der Druck­ differenz zwischen Unterdruckkammer 15′ und der Bedien­ druckkammer 19 wird nur der Arbeitskolben 3 in Richtung Arbeitskammer 11 bewegt, so daß das Volumen der Arbeits­ kammer 11 verkleinert wird, und der Druck des Hauptbrems­ zylindersystems 6 auf die Radbremszylinder 13 übertragen wird.

Bei Unterdruckausfall ist die Unterdruck-Kammer 15′ druck­ los und der vom Hauptbremszylindersystem 6 ausschließlich per Pedalkraft erzeugte Druck trifft nun auf eine effek­ tive Arbeitsfläche, die der Summe aus den Antriebsflächen 2′′ und 3′′′ entspricht, und die im Vergleich zum intak­ ten, unterdruckbetätigten Zwischenhauptzylinder größer ist. Der an der Abtriebsfläche 3′′′′ des Arbeitskolbens 3 erzielbare Bremsdruck ist größer als der per Pedalkraft erzeugte Druck an den Antriebsflächen 2′′, 3′′′. Somit steht im Radbremszylinder 13 ein höherer Arbeits- oder Bremsdruck zur Verfügung, als in der Bediendruckkammer 19, Voraussetzung für ein sicheres Bremsen schwerer Kraftfahr­ zeuge bei Ausfall des Servo-Drucksystems.

Bezugszeichenliste:

 1 Zwischenhauptzylinder
 1′ Zylinderstufe
 1′′ größerer Durchmesserbereich
 1′′′ kleinerer Durchmesserbereich
 2 Servokolben
 2′ Innenbohrung des Servokolbens
 2′′ Antriebsfläche des Servokolbens
 2′′′ Abtriebsfläche des Servokolbens
 2′′′′ zusätzliche Abtriebsfläche des Servokolbens
 3 Arbeitskolben
 3′ kleinerer Durchmesserbereich
 3′′ größerer Durchmesserbereich
 3′′′ Antriebsfläche
 3′′′′ Abtriebsfläche
 4 oberes Anschlagmittel
 4′ unteres Anschlagmittel
 5 hydraulischer Druckmittelanschluß
 5′ Hydraulikleitung
 5′′ Unterdruckanschluß
 6 Hauptbremszylindersystem
 6′′ Vakuumbremskraftverstärker
 7 Bremspedal
 8 Ringkammer
 9 Druckmittel-Reservebehälter
 9′′′ Anschluß zum Druckmittel-Reservebehälter
10 Kolbenrückstellfeder
11 Arbeitskammer
12 Druckmittelanschluß
12′ Hydraulikleitung
13 Radbremszylinder
14 Membran
15 Unterdruckzylinder
15′ Unterdruck-Kammer
15′′ Atmosphärendruckkammer
16 Servokolben-Rückstellfeder
17 Zentralregelventil
17′ Kanäle, hydraulisch
17′′ Manschettendichtung
18 obere Deckfläche
18′ Durchbruch in der oberen Deckfläche 18
19 Bediendruckkammer
20 Fortsetzung des Servokolbens

Claims (3)

1. Zwischenhauptzylinder (1) mit mindestens 2 Innen­ durchmessern (1′′, 1′′′) für hydraulische Fahrzeug­ bremsen, in dem mindestens ein Arbeitskolben (3) und mindestens ein Servokolben (2) mit An- und Abtriebs- Flächen (3′′′, 3′′′′, 2′′, 2′′′) und diesen zugeordneten Druckmittelanschlüssen (5, 5′′, 9′, 9′′′, 12) vorgesehen sind, wobei der Arbeitskolben (3) mit zumindest einem Teil seiner Antriebsfläche (3′′′) gegen den Servokol­ ben (2) anliegt, nach Hauptpatent, Anmeldung P 37 35 453.1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelanschluß (5′′) des Servokolbens (2) einem Unterdruck-Bremskraftverstärker (6′′) zuge­ ordnet ist, daß die Ringkammer (8) drucklos und mit einem Ausgang (9′′′) zum Druckmittel-Reservebehälter (9) versehen ist und daß eine zusätzliche Abtriebs­ fläche (2′′′′) angeordnet und unterdruckbeaufschlag­ bar ist.

2. Zwischenhauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zusätzliche Ab­ triebsfläche (2′′′′) mit einer bewegbaren Membran (14) einer Unterdruck-Kammer (15′) mechanisch gekop­ pelt ist, wobei die der Abtriebsfläche (2′′′) abge­ wandte Seite der Membran (14) für die Beaufschlagung mit Unterdruck vorgesehen ist.

3. Zwischenhauptzylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwi­ schenhauptzylinder (1) als separate Einheit in her­ kömmliche Bremskreise zwischenschaltbar ist.